6.3 生活中的圆周运动 【帮课堂】2023-2024学年高一物理 同步学与练（ 人教版2019必修第二册）

6.3 生活中的圆周运动 ( 学习目标 ) 课程标准 学习目标 了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。 1、能根据所学知识分析生活中的各种匀速圆周运动现象，在此过程中体会模型构建的方法。 2、知道航天器中的失重现象。 3、观察生活中的离心现象，知道离心运动产生的原因，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。 ( 0 2 预习导学 ) （1） 课前研读课本，梳理基础知识： 一、离心运动和近心运动 1．当Fn＝mω2r时，物体做匀速圆周运动，如图所示； 2．当Fn＝0时，物体沿 方向飞出； 3．当Fn<mω2r时，物体逐渐 圆心，做离心运动； 4．当Fn>mω2r时，物体将逐渐 圆心，做 运动。 二、水平面内的匀速圆周运动 1．运动特点 (1)运动轨迹在 。(2)做匀速圆周运动。 2．受力特点 (1)物体所受合外力大小 ，方向总是 圆心。 (2) 充当向心力。 3．分析思路 （二）即时练习： 【小试牛刀1】在高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍． (1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？ (2)如果高速公路上设计了圆弧拱形立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱形立交桥的半径至少是多少？(取g＝10 m/s2) 【小试牛刀2】 (多选)一辆载重汽车在高低不平的路面上行驶,其中一段路面如图所示,图中虚线是水平线。若汽车速率不变,下列说法正确的是 (　　) A.经过图中A处最容易爆胎 B.经过图中B处最容易爆胎 C.为防止汽车爆胎,应增大汽车的速率 D.为防止汽车爆胎,应减小汽车的速率 【小试牛刀3】如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是(　　) A．若拉力突然消失，小球将沿轨道Pa做离心运动 B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc运动 ( 0 3 题型精讲 ) 【题型一】火车拐弯 【典型例题1】(多选)随着交通的发展，旅游才真正变成一件赏心乐事，各种“休闲游”“享乐游”纷纷打起了宣传的招牌。某次旅游中游客乘坐列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中，游客发现车厢顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面(与车厢底板平行)上水杯内的水面，已知此弯道路面的倾角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是(　 ) A．列车转弯过程中的向心加速度为gtan θ，方向与水平面的夹角为θ B．列车的轮缘与轨道无侧向挤压作用 C．水杯与桌面间无摩擦 D．水杯内水面与桌面不平行 【典型例题2】(多选)火车轨道的转弯处外轨高于内轨,如图所示。若已知某转弯处轨道平面与水平面夹角为θ,弯道处的圆弧半径为R,在该转弯处规定的安全行驶的速度为v,则下列说法正确的是 (　　) A.该转弯处规定的安全行驶的速度为v= B.该转弯处规定的安全行驶的速度为v= C.当实际行驶速度大于v时,轮缘挤压外轨 D.当实际行驶速度小于v时,轮缘挤压外轨 【对点训练1】为了解决高速列车在弯路上运行时轮轨间的磨损问题，保证列车能经济、安全地通过弯道，常用的办法是将弯道曲线外轨轨枕下的道床加厚，使外轨高于内轨，外轨与内轨的高度差叫曲线外轨超高。已知某曲线路段设计外轨超高值为70 mm，两铁轨间距离为1 435 mm，最佳的转弯速度为350 km/h，则该曲线路段的半径约为(g取10 m/s2)(　　) A.40 km B.30 km C.20 km D.10 km 【对点训练2】列车转弯时的受力分析如图所示，铁路转弯处的圆弧半径为R，两铁轨之间的距离为d，内外轨的高度差为h，铁轨平面和水平面间的夹角为α(α很小，可近似认为tan α≈sin α)，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A．列车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用 B．列车过转弯处的速度v＝时，列车轮缘不会挤压内轨和外轨 C．列车过转弯处的速度v<时，列车轮缘会挤压外轨 D．若减小α角，可提高列车安全过转弯处的速度 【题型二】汽车转弯 【典型例题3】(多选)如图所示为赛车场的一个水平U形弯道，转弯处为圆心在O点的半圆，内外半径分别为r和2r。一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以O′为圆心的半圆，OO′＝r，赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向