第二章 第三节 生活中的圆周运动（课件 学案 练习）高中物理粤教版（2019）必修 第二册

第三节　生活中的圆周运动 [模型构建] (1)防止汽车超速引起侧滑. (2)由汽车所受重力和支持力的合力提供部分向心力,使汽车高速安全通过弯道. 例1　D　[解析] 汽车做匀速圆周运动,根据F=m可知,汽车所受的合力不可能为零,A错误;汽车在竖直方向没有运动,故重力和路面支持力的合力为零,汽车受到的静摩擦力提供向心力,B、C错误;最大静摩擦力提供向心力时,汽车的速度最大,有mg=m,代入数据解得vmax=20 m/s,D正确. 例2　B　[解析] 设路面的倾角为θ,根据牛顿第二定律得mgtan θ=m,又tan θ=,联立解得v=,选项B正确. [教材链接] 高于　支持力　重力　重力　支持力 [模型建构] (1)火车转弯处的外轨略高于内轨,火车转弯时,当向心力由重力和支持力的合力提供时,由F合=mgtan θ=m,可得v0=. (2)速度过大会对外侧轨道有压力,速度过小会对内侧轨道有压力. 例3　0.19 m [解析] 重力和支持力的合力提供向心力时,火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘.对火车受力分析如图所示.将火车看成质点,其运动看成匀速圆周运动,根据牛顿第二定律得mgtan θ=m,因为θ很小,有tan θ≈sin θ=,联立解得h== m≈0.19 m. 例4　A　[解析] 路面的倾角为θ,作出汽车的受力图,如图所示,根据牛顿第二定律,得mgtan θ=m,又由几何关系得到tan θ=,联立解得R==120 m,故A正确. [科学思维] G-FN　FN-G　小于　越小　大于　越大 例5　(1)10 m/s　(2)1.0×105 N [解析] 对汽车受力分析,如图所示. (1)汽车在凹形桥的底部时,由牛顿第三定律可知,桥面对汽车的支持力FN1=3.0×105 N,根据牛顿第二定律得FN1-mg=m 解得v=10 m/s. (2)汽车在凸形桥的顶部时,由牛顿第二定律得mg-FN2=m 解得FN2=1.0×105 N 由于FN2>0,故汽车不会离开桥面 由牛顿第三定律得,在凸形桥顶部时汽车对桥面的压力最小,为1.0×105 N. 例6　AD　[解析] 由圆周运动知识可知,小汽车通过桥顶时,其加速度方向向下,由牛顿第二定律得mg-FN=m,解得FN=mg-m