高中物理第二章圆周运动第二节第3课时生活中的向心力学案粤教版必修4.pdf
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1、 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 第 3 课时生活中的向心力 1汽车转弯 路面种类 分析 汽车在水平路面上转弯汽车在内低外高的路面上转弯 受力分析 向心力来源静摩擦力f 重力和支持力的合力 向心力关系式fmv 2 R mgtan m v2 R 2.荡秋千通过最低点时:底座对人的支持力与人的重力的合力提供向心力,即FNmgm v2 R. 3汽车通过拱桥顶部时:桥面对汽车的支持力FN与汽车的重力的合力提供向心力,即mg FNm v2 R. 4人坐过山车通过最高点时:座位对人的支持力FN和人的重力的合力提供向心力,即FN mgm v2 R. 1判断下列说法的正误 (1)高速公路的弯道处,内
2、轨高于外轨( ) (2)汽车行驶至凸形桥顶部时,对桥面的压力等于车重( ) (3)汽车行驶至凹形桥底部时,对桥面的压力大于车的重力( ) 2飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧,如图1 所示,飞机做俯冲拉起运动时, 在最低点附近做半径为r180 m 的圆周运动,如果飞行员质量m 70 kg,飞机经过最低点P 时的速度v 360 km/h ,则这时飞行员对座椅的压力大小约为_(g取 10 m/s 2) 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 图 1 答案4 589 N 解析飞机经过最低点时,v360 km/h 100 m/s. 对飞行员进行受力分析,飞行员在竖直面 内共受到重力mg和座椅
3、的支持力FN两个力的作用,根据牛顿第二定律得FNmgmv 2 r ,所 以FNmgmv 2 r 7010 N70 100 2 180 N 4 589 N,由牛顿第三定律得,飞行员对座椅的压 力为 4 589 N. 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动中的动力学问题 一、汽车转弯问题 1物体做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与线速度方向垂直且指向圆心 2汽车在水平公路上转弯:车轮与路面间的静摩擦力f提供向心力,即fm v2 R. 3汽车在倾斜的路面上转弯:若重力和路面的支持力的合力完全提供向心力,此时汽车不受 侧向的摩擦力,则有mgtan m v 2 R.由此可知:
4、车速越快,弯道半径越小,汽车需要的向心力 越大,倾斜的角度也越大 4火车转弯问题 (1)弯道的特点:在实际的火车转弯处,外轨高于内轨,若火车转弯所需的向心力完全由重力 和支持力的合力提供,即mgtan mv 2 0 R,如图 2 所示,则 v0gRtan ,其中R为弯道半径, 为轨道平面与水平面间的夹角,v0为转弯处的规定速度 积一时之跬步臻千里之遥程 马鸣风萧萧整理 图 2 (2)速度与轨道压力的关系 当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时内外 轨道对火车无挤压作用 当火车行驶速度vv0时,外轨道对轮缘有侧压力 当火车行驶速度vL2 CL1L2 D前三种
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