6.4 生活中的圆周运动（汽车过桥及离心运动）导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六单元第4节生活中圆周运动 汽车过桥、失重现象、离心运动 汽车过桥 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力？ 1．分析汽车的受力情况 2．找圆心 3．确定F合即F向心力的方向 4．列方程 ，压力 比较三种桥面受力的情况 FN = G 航天器中的失重现象 航天器绕地心做匀速圆周运动，若引力完全提供其做圆周运动的向心力，则航天器处于完全失重状态. 任何关闭发动机且不受阻力的飞行器中，都是完全失重的环境，例如，向空中任何方向抛出的容器，不计阻力，其中的所有物体都处于完全失重状态. 离心运动 （1）定义：做圆周运动的物体，在合力突然消失或者合力不足以提供它做圆周运动所需的向心力时，物体将做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫离心运动. （2）受力特点：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于外力不能提供足够的向心力．所谓“离心力”也是由效果命名的，实际并不存在. 物体作离心运动的条件：F合 < F向心力 离心运动的应用 1、离心干燥器 2、洗衣机脱水桶 3、用离心机把体温计的水银柱甩回下面的液泡内 4、制作“棉花”糖 离心运动的防止 1、在水平公路上行驶的汽车转弯时，静摩擦力提供汽车转弯时的向心力，限速行驶 2、高速转动的砂轮、飞轮等，如何防止离心现象发生？ 【例1】一辆质量m＝2.0t的小轿车，驶过半径R＝100m的一段圆弧形桥面，重力加速度g＝10m/s2，求 （1）若桥面为凹形，轿车以20m/s的速度通过桥面最底点时，对桥面压力是多大？ （2）若桥面为凸形，轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？ （3）桥车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？ 【答案】（1）28000N（2）18000N（3）10m/s 【例2】一质量为m的汽车以2v的速度经过拱形桥面顶端时对桥面的压力为零，重力加速度为g。则该汽车以速度v经过顶端时对桥面的压力F为（　　） A．0.25mg B．0.5mg C．0.75mg D．mg 【例3】以下属于离心现象应用的是（ ） A．水平抛出去的物体，做平抛运动 B．链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开 C．离心干燥器使衣物干燥 D．锤头松了，将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢 【例4】下列说法正确的是（　　） A．作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心 B．作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心 C．作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿着切线和圆周之间的某一条曲线向远离圆心的方向运动 D．作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故 【例5】为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以（　　） A．增大汽车转弯时的速度 B．减小汽车转弯时的速度 C．增大汽车与路面间的摩擦 D．减小汽车与路面间的摩擦 【例6】下列说法中错误的有（　　） A．提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B．转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C．为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D．离心水泵利用了离心运动的原理 1．为了安全，汽车通过凸形桥时的速度不能过大。某汽车通过凸形桥桥项时的示意图如图所示，已知凸形桥为一段半径为15m的圆弧，要求汽车运动到桥顶时对桥面的压力大小至少等于其所受重力大小的。取重力加速度大小g＝10m/s2。则汽车通过桥顶时的最大速度为（　　） A．36km/h B．54km/h C．60km/h D．72km/h 2．如图所示为洗衣机脱水筒的示意图，下列关于脱水筒工作原理说法正确的是（　　） A．水滴受离心力作用，沿背离圆心的方向甩出 B．水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出 C．水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是被甩出 D．水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向飞出 3．有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为25m的拱桥。g取10m/s2，则： （1）若汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是________N； （2）汽车以________m/s的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力。（结果可用根号表示。） 4．如图所示，地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径．地面上有一辆汽车在行驶，下列说法正确的是（　　） A．汽车速度越大，地面对它的支持力就越大 B．汽车速度大到一定程度时，地面对车的支持力可以为零 C．汽车以某一速度脱离地面时，汽车不再受到重力的作用 D．汽车以某一速度脱离地面时，驾驶员感觉到处于失重状态 5．下列哪些现象利用了