《高中物理 第二章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 2 汽車過橋（過山車）中動(dòng)力學(xué)問題學(xué)案 教科版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第二章 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 第3節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 2 汽車過橋（過山車）中動(dòng)力學(xué)問題學(xué)案 教科版必修2（4頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 汽車過橋（過山車）中動(dòng)力學(xué)問題 一、考點(diǎn)突破： 考點(diǎn) 考綱要求 備注 汽車過橋（過山車）中動(dòng)力學(xué)問題 1. 掌握汽車過橋向心力的來源 2. 從供需關(guān)系理解過橋時(shí)的最大限速 本知識(shí)點(diǎn)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的典型實(shí)例，重點(diǎn)模型，高考中以選擇題和計(jì)算題的形式考查，通常以臨界為突破口，結(jié)合平拋、機(jī)械能、動(dòng)能定理等知識(shí)進(jìn)行考查 二、重難點(diǎn)提示： 重點(diǎn)：掌握汽車過橋向心力的來源。 難點(diǎn)：從供需關(guān)系理解過橋時(shí)的最大限速。 汽車過橋的動(dòng)力學(xué)問題 1. 拱形橋 汽車過拱形橋受力如圖，重力和支持力合力充當(dāng)向心力，由向心力公式 則。 汽車對(duì)橋的壓力

2、與橋?qū)ζ嚨闹С至κ且粚?duì)作用力和反作用力， 故壓力F1′＝F1＝G-m 。 規(guī)律： ①支持力FN小于重力G。 ②v越大，則壓力越小，當(dāng)v=時(shí)，壓力=0。 ③v=是汽車過拱形橋的最大速度。 2. 凹形橋 設(shè)橋的半徑為r，汽車的質(zhì)量為m，車速為v，支持力為FN。 由向心力公式可得： 所以。 規(guī)律： ①支持力FN大于重力G ②v越大，則壓力越大，故過凹形橋時(shí)要限速，否則會(huì)發(fā)生爆胎危險(xiǎn)。 思考：從超失重角度怎樣理解汽車過橋時(shí)壓力和重力的關(guān)系？ 例題1 如圖所示，在質(zhì)量為的電動(dòng)機(jī)上，裝有質(zhì)量為的偏心輪，偏心輪的重心距轉(zhuǎn)軸的距離為r。當(dāng)偏心輪重心在轉(zhuǎn)軸

3、正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的壓力剛好為零。求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。 思路分析：偏心輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的壓力剛好為零，則此時(shí)偏心輪對(duì)電動(dòng)機(jī)向上的作用力大小等于電動(dòng)機(jī)的重力，即： ① 根據(jù)牛頓第三定律，此時(shí)軸對(duì)偏心輪的作用力向下，大小為，其向心力為： ②　　　 由①②得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為：。 答案： 例題2 一質(zhì)量為1600 kg的汽車行駛到一座半徑為40m的圓弧形拱橋頂端時(shí)，汽車運(yùn)動(dòng)速度為10m/s，g=10m/s2。求： （1）此時(shí)汽車的向心加速度大小； （2）此時(shí)汽車對(duì)橋面壓力的大小； （3）若要安全通過橋面，汽車在最高點(diǎn)的最大速度。

4、 思路分析： （1）a=v2/r=2.5m/s2 （2）支持力FN ，mg-FN=ma， FN=12000N 由牛頓第三定律，壓力FN′=12000N （3） mg=mvm2/r vm=20m/s 答案：（1）2.5m/s2 （2）12000N（3）vm=20m/s 知識(shí)脈絡(luò)： 注：汽車過拱形橋失重速度過大有飛起的危險(xiǎn)，過凹形橋超重速度過大有爆胎的危險(xiǎn)。 滿分訓(xùn)練：如圖所示，飛行員的質(zhì)量為m=60kg，重力加速度為g=10m/s2，他駕駛飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做翻筋斗的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛機(jī)飛到最高點(diǎn)時(shí)速度為，飛行員對(duì)機(jī)座的壓力恰好為零，則軌道半徑R= m，若飛機(jī)飛到最低點(diǎn)時(shí)速度為，飛行員對(duì)機(jī)座的壓力N= N。 思路分析：當(dāng)飛機(jī)飛到最高點(diǎn)時(shí)飛行員對(duì)機(jī)座的壓力恰好為零，由牛頓第二定律，得1000m；飛機(jī)飛到最低點(diǎn)時(shí)機(jī)座對(duì)飛行員的支持力為N，由牛頓第二定律，解得N，根據(jù)牛頓第三定律，機(jī)座和飛行員之間的相互作用力大小相等，所以飛行員對(duì)機(jī)座的壓力N。 答案：1000 3000 4