生活中的圓周運(yùn)動（汽車過橋及離心運(yùn)動）導(dǎo)學(xué)案- 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第頁第六單元第4節(jié)生活中圓周運(yùn)動汽車過橋、失重現(xiàn)象、離心運(yùn)動汽車過橋質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時對橋的壓力？1．分析汽車的受力情況2．找圓心3．確定F合即F向心力的方向4．列方程G?N=mv2R比較三種橋面受力的情況G?FFNFN=G航天器中的失重現(xiàn)象航天器繞地心做勻速圓周運(yùn)動，若引力完全提供其做圓周運(yùn)動的向心力，則航天器處于完全失重狀態(tài).任何關(guān)閉發(fā)動機(jī)且不受阻力的飛行器中，都是完全失重的環(huán)境，例如，向空中任何方向拋出的容器，不計阻力，其中的所有物體都處于完全失重狀態(tài).離心運(yùn)動（1）定義：做圓周運(yùn)動的物體，在合力突然消失或者合力不足以提供它做圓周運(yùn)動所需的向心力時，物體將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫離心運(yùn)動.（2）受力特點(diǎn)：物體做離心運(yùn)動并不是物體受到離心力作用，而是由于外力不能提供足夠的向心力．所謂“離心力”也是由效果命名的，實際并不存在.物體作離心運(yùn)動的條件：F合<F向心力離心運(yùn)動的應(yīng)用1、離心干燥器2、洗衣機(jī)脫水桶3、用離心機(jī)把體溫計的水銀柱甩回下面的液泡內(nèi)4、制作“棉花”糖離心運(yùn)動的防止1、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時，靜摩擦力提供汽車轉(zhuǎn)彎時的向心力Ff2、高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，如何防止離心現(xiàn)象發(fā)生？【例1】一輛質(zhì)量m＝2.0t的小轎車，駛過半徑R＝100m的一段圓弧形橋面，重力加速度g＝10m/s2，求（1）若橋面為凹形，轎車以20m/s的速度通過橋面最底點(diǎn)時，對橋面壓力是多大？（2）若橋面為凸形，轎車以10m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時，對橋面壓力是多大？（3）橋車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時，對橋面剛好沒有壓力？【答案】（1）28000N（2）18000N（3）1010m/s【例2】一質(zhì)量為m的汽車以2v的速度經(jīng)過拱形橋面頂端時對橋面的壓力為零，重力加速度為g。則該汽車以速度v經(jīng)過頂端時對橋面的壓力F為（） A．0.25mg B．0.5mg C．0.75mg D．mg【例3】以下屬于離心現(xiàn)象應(yīng)用的是（） A．水平拋出去的物體，做平拋運(yùn)動 B．鏈球運(yùn)動員加速旋轉(zhuǎn)到一定的速度后將鏈球拋開 C．離心干燥器使衣物干燥 D．錘頭松了，將錘柄在石頭上磕風(fēng)下就可以把柄安牢【例4】下列說法正確的是（） A．作勻速圓周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周半徑方向離開圓心 B．作勻速圓周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周切線方向離開圓心 C．作勻速圓周運(yùn)動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿著切線和圓周之間的某一條曲線向遠(yuǎn)離圓心的方向運(yùn)動 D．作離心運(yùn)動的物體，是因為受到離心力作用的緣故【例5】為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以（） A．增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 B．減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 C．增大汽車與路面間的摩擦 D．減小汽車與路面間的摩擦【例6】下列說法中錯誤的有（） A．提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干 B．轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心 C．為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速 D．離心水泵利用了離心運(yùn)動的原理1．為了安全，汽車通過凸形橋時的速度不能過大。某汽車通過凸形橋橋項時的示意圖如圖所示，已知凸形橋為一段半徑為15m的圓弧，要求汽車運(yùn)動到橋頂時對橋面的壓力大小至少等于其所受重力大小的13。取重力加速度大小g＝10m/s2 A．36km/h B．54km/h C．60km/h D．72km/h2．如圖所示為洗衣機(jī)脫水筒的示意圖，下列關(guān)于脫水筒工作原理說法正確的是（） A．水滴受離心力作用，沿背離圓心的方向甩出 B．水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出 C．水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是被甩出 D．水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向飛出3．有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為25m的拱橋。g取10m/s2，則：（1）若汽車到達(dá)橋頂時速度為5m/s，汽車對橋的壓力是________N；（2）汽車以________m/s的速度經(jīng)過橋頂時恰好對橋沒有壓力。（結(jié)果可用根號表示。）4．如圖所示，地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑．地面上有一輛汽車在行駛，下列說法正確的是（） A．汽車速度越大，地面對它的支持力就越大 B．汽車速度大到一定程度時，地面對車的支持力可以為零 C．汽車以某一速度脫離地面時，汽車不再受到重力的作用 D．汽車以某一速度脫離地面時，駕駛員感覺到處于失重狀態(tài)5．下列哪些現(xiàn)象利用了離心現(xiàn)象（） A．工作的洗衣機(jī)脫水桶轉(zhuǎn)速很大 B．轉(zhuǎn)速很大的砂輪半徑做得不能太大 C．在修建鐵路時，轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌要低于外軌 D．汽車轉(zhuǎn)彎時要限制速度6．洪水后的泥沙隨水流動的同時在重力的作用下逐漸沉下來，這種沉淀叫重力沉淀；醫(yī)院里用分離機(jī)分離血液的示意如圖甲所示，將血液裝在試管里，讓其繞豎直軸高速旋轉(zhuǎn)，試管幾乎成水平狀態(tài)，如圖乙所示，血液的不同成分會快速分離在不同的地方，這叫離心沉淀，關(guān)于這兩種沉淀，下列說法正確的是（） A．血液中密度最大的成分將聚集在試管底部 B．血液采用重力沉淀比離心沉淀更方便、快捷 C．只增大分離機(jī)的轉(zhuǎn)速，血液中密度最大的成分做圓周運(yùn)動所需要的向心力減小 D．只增大分離機(jī)的轉(zhuǎn)速，血液分離的時間將變長7．洗衣機(jī)是現(xiàn)代家庭常見的電器設(shè)備。它是采用轉(zhuǎn)筒帶動衣物旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行脫水的，在衣物脫水過程中，下列有關(guān)說法中