高中物理 第2章 本章優(yōu)化總結(jié)精品課件 教科版必修2.ppt

本章優(yōu)化總結(jié) 專題歸納整合 章末綜合檢測(cè) 本章優(yōu)化總結(jié) 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 專題歸納整合 一內(nèi)壁光滑的環(huán)形細(xì)管固定于豎直平面內(nèi) 環(huán)的半徑r 比細(xì)管的半徑大得多 在圓管中有兩個(gè)半徑與細(xì)管內(nèi)徑相同的小球a b 可視為質(zhì)點(diǎn) a b球均沿環(huán)形管運(yùn)動(dòng) 當(dāng)a球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí) b球恰在最高點(diǎn) 且兩者的速度同為v0 若要此時(shí)兩球?qū)?xì)管的作用力的合力為零 則a b兩球的質(zhì)量之比為多少 精講精析 a b兩球在豎直平面上做圓周運(yùn)動(dòng) 它們?cè)趫A周的最高點(diǎn)與最低點(diǎn)所需的向心力均由重力和管壁對(duì)它們的彈力的合力提供 應(yīng)用牛頓第二定律 求出彈力后 根據(jù)牛頓第三定律 即可根據(jù)題意列式求出a b兩球的質(zhì)量之比 圖2 1 1 當(dāng)物體從某種特性變化為另一種特性時(shí) 發(fā)生質(zhì)的飛躍的轉(zhuǎn)折狀態(tài) 通常叫做臨界狀態(tài) 出現(xiàn)臨界狀態(tài)時(shí) 既可理解為 恰好出現(xiàn) 也可理解為 恰好不出現(xiàn) 2 臨界問題分類 1 繩模型如圖2 2所示 小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)的情況 注意 繩對(duì)小球只能產(chǎn)生拉力 與小球在豎直平面內(nèi)光滑軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)的情況相似 圖2 2 正確分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力來(lái)源是解決問題的前提 在水平路面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的汽車 所需向心力一般是由汽車與路面之間的靜摩擦力提供 在傾斜的路面 轉(zhuǎn)彎處的鐵道 高速公路等 當(dāng)車輛采用合適的設(shè)計(jì)速度行駛時(shí) 所需向心力由重力和支持力 垂直于路面 的合力提供 否則 物體將在重力和支持力的合力基礎(chǔ)上 另加內(nèi)外軌道壓力或路面的靜摩擦力 火車轉(zhuǎn)彎 當(dāng)鐵軌兩邊一樣高時(shí) 向心力由外側(cè)鐵軌對(duì)車輪的水平彈力提供 由于火車質(zhì)量很大 所需向心力很大 因此車輪與外側(cè)鐵軌的水平方向的彈力很大 鐵軌和車輪極易受損 發(fā)生事故 如果軌道外高內(nèi)低 在合適速度時(shí) 向心力可幾乎由火車車廂的重力和鐵軌對(duì)車廂的支持力的合力提供 從而車輪與軌道水平面幾乎不再擠壓 避免車輪和鐵軌受損 保證安全 鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的 彎道處要求外軌比內(nèi)軌高 其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān) 還取決于火車在彎道上的行駛速率 下列表格中是鐵路設(shè)計(jì)人員技術(shù)手冊(cè)中彎道半徑r及與之對(duì)應(yīng)的軌道的高度差h 1 根據(jù)表中數(shù)據(jù) 試導(dǎo)出h和r關(guān)系的表達(dá)式 并求出當(dāng)r 440m時(shí) h的設(shè)計(jì)值 2 鐵路建成后 火車通過(guò)彎道時(shí) 為保證絕對(duì)安全 要求內(nèi)外軌道均不向車輪施加側(cè)向壓力 又已知我國(guó)鐵路內(nèi)外軌的間距設(shè)計(jì)值為l 1435mm 結(jié)合表中數(shù)據(jù) 算出我國(guó)火車的轉(zhuǎn)彎速率v 以km h為單位 結(jié)果取整數(shù) 路軌傾角很小時(shí) 正弦值按正切值處理 3 隨著人們生活節(jié)奏的加快 對(duì)交通運(yùn)輸?shù)目旖萏岢隽烁叩囊?為了提高運(yùn)輸力 國(guó)家對(duì)鐵路不斷進(jìn)行提速 這就要求鐵路轉(zhuǎn)彎速率也需要提高 請(qǐng)根據(jù)上述計(jì)算原理和上述表格數(shù)據(jù) 分析提速時(shí)應(yīng)采取怎樣的有效措施 思路點(diǎn)撥 火車在彎道處的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng) 當(dāng)重力與軌道支持力的合力恰能提供火車做圓周運(yùn)動(dòng)的向