内容正文:
生活中的圆周运动
1.火车转弯问题
(1)火车在弯道上的运动特点:火车转弯时实际上做____________,因而具有____________加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力。
(2)向心力的来源
①若铁路弯道的内外轨一样高,则由外轨对轮缘的____________提供向心力,这样,铁轨和车轮极易受损。
②若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由____________和____________的合力提供。
2.拱形桥
汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
受力
分析
向心
力
Fn=______=m
Fn=______=m
对桥的
压力
FN′=________
FN′=________
结论
汽车对桥的压力________汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力________
汽车对桥的压力________汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力________
3.航天器中的失重现象
(1)向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力提供向心力,____________=m,所以FN=mg-m。
(2)完全失重状态:当v=____________时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员处于____________状态。
4.离心运动
(1)定义:做圆周运动的物体沿切线飞出或做____________圆心的运动。
(2)原因:向心力突然____________或合力不足以提供____________。
(3)离心运动的应用和防止
①应用:离心干燥器;洗衣机的________;离心制管技术。
②防止:汽车在公路转弯处必须______________;转动的砂轮、飞轮的转速不能太高。
1.(多选)火车轨道在转弯处外轨高于内轨,其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v,则下列说法正确的是( )
A.当以速度v通过此弯路时,火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力
B.当以速度v通过此弯路时,火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力
C.当速度大于v时,轮缘挤压外轨
D.当速度小于v时,轮缘挤压外轨
2.一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力,车速至少为( )
A.15 m/s B.20 m/s
C.25 m/s D.30 m/s
3.(多选)(2022·江门高一阶段练习)下列有关运动的说法正确的是( )
A.图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大,则偏离竖直方向的θ角越大
B.图乙质量为m的小球到达最高点时对外管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为2
C.图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度
D.图丁用铁锤水平打击弹簧片后,B球比A球先着地
4.某节目中有这样一个项目,选手需要借助悬挂在高处的绳子飞跃到鸿沟对面的平台上,已知选手的质量为m,选手抓住绳子由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角为α,如图所示,不考虑空气阻力和绳的质量(选手可视为质点),下列说法正确的是( )
A.选手摆动到最低点时所受绳子的拉力等于mg
B.选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于mg
C.选手摆动到最低点时所受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力
D.选手摆动到最低点的运动过程为匀变速曲线运动
5.(多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动。当火车以规定速度行驶时,内外轨道均不受侧向挤压。现要降低火车转弯时的规定速度,需要对铁路进行改造,从理论上讲以下措施可行的是( )
A.减小内外轨的高度差
B.增加内外轨的高度差
C.减小弯道半径
D.增大弯道半径
6.如图所示为模拟过山车的实验装置,小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧。若竖直圆轨道的半径为R,要使小球能顺利通过竖直圆轨道,则小球通过竖直圆轨道的最高点时的角速度最小为( )
A. B.2
C. D.
7.(多选)在如图所示光滑轨道上,小球滑下经平直部分冲上半圆弧部分的最高点A时,对圆弧的压力为mg,已知圆弧的半径为R,则( )
A.在最高点A,小球受重力和向心力
B.在最高点A,小球受重力和圆弧的压力
C.在最高点A,小球的速度为
D.在最高点A,小球的向心加速度为2g
8.如图所示,质量为m的小球固定在杆的一端,在竖直面内绕杆的另一端O做圆周运动。当小球运动到最高点时,即时速度为v=,L是球心到O点的距离,则球对杆的作用力是( )
A.mg的拉力 B.mg的压力
C.零 D.mg的压力
9.(2022·吉林高一期中)物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为R