第六章 课时5 生活中的圆周运动(3)(课时学案)-2022-2023学年高一新教材物理必修第二册【课时学案作业】人教版

学习札记 · · ⊙ 学习目标：1.变速圆周运动。 2.离心运动和向心运动。 ⊙ 重点难点：1.变速圆周运动。 2.离心运动和向心运动。 学 习 过 程 一、基础知识梳理 ● 知识点 1：变速圆周运动 做变速圆周运动的物体， 所受合力并不指向圆 心。 关闭了发动机的汽车在宽阔的水平路面上转弯 时，速度越来越小。此时汽车在水平面内受到指向圆 心的静摩擦力作用和沿切线向后的阻力作用。 线拉 小球在竖直面内做圆周运动时，上升阶段速度减小， 下降阶段速度增大。 此时小球受到线拉力作用和重 力作用。 当物体做变速圆周运动时， 可以将物体受到的力向圆周的半径方向和切线方向分 解，其中 称为向心力，用 F n 表示，其作用效果是 。 称为切向力，用 F t 表示，其作用效果是 。 当切向力 F t 和向心力 F n 同时存在时，物体速度的大小和方向同时改变。 在匀速圆 周运动中，切向力等于 0，物体所受的合力就是向心力。 例 1． 在 F1 汽车大奖赛中，发车信号发出后，所有赛车立即加速。 认为赛道是水平 面内的圆环形，赛道的路面也水平。处于加速阶段的赛车在水平面内受到沿赛道切线方 向的牵引力 F 和阻力 f 1 、沿赛道半径方向的静摩擦力 f 2 作用。 以下说法中正确的是 A. F 和 f 1 的作用效果是改变赛车速度的大小 B. f 2 的作用效果是改变赛车速度的方向 C. F、 f 1 和 f 2 共同作用的效果是改变赛车速度的大小 D. F、 f 1 和 f 2 共同作用的效果是改变赛车速度的方向 例 2． 如图所示，细线的一端固定，另一端连接 一个小球。 小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周 运动，途中经过 a、b、c、d、e 五点，其中 a 是圆周的最 低点， c 与圆心等高，e 是圆周的最高点。 （1）在 a、b、c、d、e 五点中，“合力就是向心力”这句话对哪一点适用？ A. a 点 B. b点 C. c 点 D. e 点 课时 5 生活中的圆周运动（3） 第六章 圆周运动 21 · · 学习札记 张 永 第 课时学案作业·物理·必修第二册 （2）如果小球经过最低点 a 时速度较小，小球会在圆周上某一点离开圆周。 在 a、b、 c、d、e 五点中，小球有可能在哪一点离开圆周？ A. b点 B. c 点 C. d点 D. e 点 ● 知识点 2：离心运动和向心运动 某圆周的半径为 r，质量为m的物体经过圆周上的某点时，它的 速度大小为 v，沿圆周切线方向；所受合力大小为 F，指向圆心。 如果 F= mv 2 r ，此后物体做 运动； 如果 F< mv 2 r ，此后物体做 运动； 如果 F> mv 2 r ，此后物体做 运动。 例 3． 某卫星的质量为 m，原来绕地球做半径为 R、速度为 v的 匀速圆周运动，地球对它的引力为 F。 t 0 时刻启动卫星上的小火箭，使 卫星的速度在一瞬间变小。 以下说法中正确的是 A. t 0 时刻之前，F 与 m、v、R 之间符合 F= mv 2 r B. t 0 时刻之前，F 与 m、v、R 之间符合 F< mv 2 r C. t 0 时刻之后卫星做向心运动，离地球越来越近 D. t 0 时刻之后卫星做离心运动，离地球越来越远 ● 知识点 3：航天器中的失重现象 两个物体间的万有引力符合 F=G m 1 m 2 r 2 ，其中 m 1 和 m 2 是两物 体的质量，r 是两物体间的距离。 已知地球的质量是 M、飞船的质 量是 m、舱内地板上物体的质量是 m 0 ，飞船绕地球做半径是 r 的圆 周运动，速度是 v。 若物体与舱室地面间的压力用 F 表示，则 对宇宙舱和舱内物体应用牛顿第二定律： 对舱内物体应用牛顿第二定律： 求得 F= 。 所以，当航天器绕地球做匀速圆周运动时，舱内物体处于完全失重状态。 例 4． 以下说法中正确的是 A. 航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在失重状态 B. 航天器绕地球做匀速圆周运动时，航天员处在失重状态 C. 航天器绕地球做匀速圆周运动时，航天员处于失重状态的原因，是航天器离地 球太远，摆脱了地球引力的束缚 D. 航天器绕地球做匀速圆周运动时，航天员处于完全失重状态的原因，是航天员 所受地球引力恰好等于航天员做匀速圆周运动的向心力 22 · · 课时学案作业·物理·必修第二册张 永 第 变形 1：（1）mω 2 r，mg；（2）支持力变大，摩擦力不变 变形 2：（1） μg r 姨 ；（2）B 课时 3 生活中的圆周运动（1） 原型：（1）F= mg cosθ ，T=2π Lcosθ g 姨 ；（2）9∶1 变形 1：（1）v 0 = grtanθ 姨 ， 与质量无关；（2）v>v 0 时外侧车轮的轮缘与铁轨间有横向挤压，v<v 0 时内侧车