2018-2019学年人教版必修2 5.7 生活中的圆周运动 学案
2018-2019学年人教版必修2 5.7 生活中的圆周运动 学案第4页

  (2)火车过弯道,重力和铁轨对火车的弹力的合力正好提供向心力,如图所示,则mgtan θ=m

  由此可得tan θ==0.1。

  答案:(1)1×105 N (2)0.1

  题后反思 (1)处理这类题目需要弄清两个方面的问题:一是向心力,二是火车转弯时轨道平面和圆心。(2)汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力。

  【例2】 如图所示,质量m=2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20 m。如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N,则:

  (1)汽车允许的最大速率是多少?

  (2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10 m/s2)

  点拨:首先要确定汽车在何位置时对路面的压力最大,汽车经过凹形路面时,向心加速度方向向上,汽车处于超重状态;经过凸形路面时,向心加速度向下,汽车处于失重状态,所以汽车经过凹形路面最低点时,汽车对路面的压力最大。

  解析:(1)汽车在凹形桥底部时,由牛顿第二定律得:FN-mg=m

  代入数据解得v=10 m/s。

  (2)汽车在凸形桥顶部时,由牛顿第二定律得:mg-FN′=m

  代入数据得FN′=1.0×105 N。

  由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力是1.0×105 N。

  答案:(1)10 m/s (2)1.0×105 N

  【例3】 如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴飞速转动,下列说法中正确的是(  )

A.物块处于平衡状态

  B.物块受三个力作用

  C.在角速度一定时,物块到转轴的距离越远,物块越不容易脱离圆盘

  D.在物块到转轴距离一定时,物块运动周期越小,越不容易脱离圆盘

解析:对物块受力分析可知,物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支