17向心力(四)(75份)

1物理（理）科学案序号17高一年级班教师官安民学生向心力(四）【学习目标】1、进一步理解向心力、向心加速度及其公式。2、能结合受力分析、牛顿运动定律等知识求解圆周运动的动力学问题。【知识回顾】向心力的大小F向=====；（分别用a向、v、ω、T、f表示）【新课学习】二、竖直平面内的圆周运动实例、汽车过弧形桥面一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段凸形圆弧形桥面，如图，取g=10m/s2，求：（1）汽车以18m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（2）汽车以多大速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？思考：1、在例1中，汽车通过最高点时，汽车处于超重状态还是失重状态？2、当汽车的速度很大时，会有什么现象发生呢？为了安全我们应采取什么措施？3、上例中，若桥面为凹形（下图），汽车以18m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？【课堂练习】1、一辆载重汽车在丘陵地带行驶，地形如图2所示，轮胎已经很旧，设凹凸路段的半径为R的圆弧，车在经过处时，最容易由于压力过大爆胎，应低速行驶。2、如图所示，飞机俯冲时，在最低点附近做半径为R的圆周运动，这时飞行员超重达到其自身重力的3倍，求此时飞机的飞行速度为多大？【课堂小结】（失重状态）（临界条件）【课后作业】图2ABCD超重状态最低点：凹形桥时最高点：拱形（凸）桥水平桥汽车过桥mrvmgNgrvNmrvNmgmgN22021．汽车通过拱桥最高点时（）A．汽车对桥的压力大于汽车所受的重力B．汽车速度越大，它对桥的压力就越小C．汽车速度大于一定值时，汽车对桥的压力可能为零D．汽车速度越大，汽车对桥面的压力就越大2、质量为m的小球，用长为l的细线悬挂在O点，在O点的正下方l2处有一光滑的钉子P，把小球拉到与钉子P等高的位置，摆线被钉子挡住．如图让小球从静止释放，当小球第一次经过最低点时()A．小球运动的线速度突然减小B．小球的角速度突然减小C．小球的向心加速度突然减小D．悬线的拉力突然增大3、火车轨道在转弯处需要外轨高于内轨，且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，则下列说法中正确的是()A、当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B、当以v的速度通过此弯路时，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4、如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是（）A．物块处于平衡状态B．物块受三个力的作用C．当角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘D．当物块到转轴的距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘5、如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ.下列说法中正确的是（）A．小球受重力、绳的拉力和向心力作用B．小球只受重力和绳的拉力作用C．θ越大，小球运动的速度越大D．θ越大，小球运动的周期越大6、汽车质量为1.5×104kg（包含司机和乘客），驶过半径R=20m的一段圆弧形桥面，求：（重力加速度g=10m/s2）（1）若桥面为凹形，测得汽车经过桥底时对桥底的压力为3×105N，求汽车经过桥底时的速度大小？（2）若桥面为凸形，测得汽车经过桥顶时对桥顶的压力为0.5×105N，求汽车经过桥顶时的速度大小？（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力7、如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道的最高点对轨道压力等于小球的重力，问：（1）小球在最高点的速度为多大？（2）小球落地时，距最高的水平位移是多少？（3）小球落地时速度为多大？（4）要小球能冲上最高点，在最高点的最小速度是多大？8、下图是一种高速喷射流测速器。金属环的半径为R，以角速度ω旋转。当狭缝P经过喷射口时，粒子就进入圆环，如果环不转动，粒子应沿直径打在A点，由于环高速转动，因此粒子将落到A点。AO与OA间夹角为θ，则喷射流的速度为多少？(重力和空气阻力不计)019参考答案Lmθ31、BC2、BC3、AC4、BC5、BC6、解：（1）根据牛顿第三定律：N支=N压=3×105N根据牛顿第二定律：N支-mg=mRv21解得：v1=102m/s；（2）根据牛顿第三定律：N支=N压=0.5×105N根据牛顿第二定律：mg-N支=mRv22解得：v2=3320m/s；（3）当N压=0时，mg=mrv2解得：v=102m/s7、解：（1）依题意，在最高点，小球受压力N=mg根据牛顿第二定律：N+mg=mRv2解得：v=gR2（2）根据平抛规律：2R=21gt2；x=vt可得水平位移x=22R；（3）落地速度的竖直分量：vy=gt=2gR落地速度：226tyvvvgR（4）在最高点，速度最小时，仅有重力提供向心力mg=m2minvR得最小速度vmin=gR8、解：环转过的角度φ=2kπ+θ，kЄZ角速度ω=t粒子流的速度v=2Rt解得：v=22Rk；kЄZ