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高一物理圓周運動的案例分析(編輯修改稿)

2025-12-17 21:07 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】 . 4 ．汽車通過凹形橋面的最低點受力分析如圖 2 － 3 － 4 所示． G 和 N 的合力提供汽車做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律有圖 2 － 3 － 4 N － G ＝ mv2R 橋面對汽車的支持力 N ＝ G ＋ mv2R 由牛頓第三定律得，汽車對橋面的壓力 N ′ ＝ N ＝ G ＋ mv2R. 即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀 ) 1．乘坐游樂園的翻滾過山車，質(zhì)量為 m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時，下列說法中正確的是 ( ) A．車在最高點時，車在軌道內(nèi)側(cè) ，人處于倒坐狀態(tài) ，被保險帶拉住，沒有保險帶，人就會掉下來 B．人在最高點時對座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于 mg C．人在最低點時對座位的壓力等于 mg D．人在最低點時對座位的壓力大于 mg 解析：選 D. 人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)人與車運動到圓周最高點時，人與座位間壓力恰好為零， v 臨界＝ gR ，所以翻滾過山車經(jīng)過最高點的安全速度一定要比 gR 大，此時，座位對人有向下的壓力，mg ＋ N ＝ m v2/ r ，所以 N ＝ m v2/ r － mg ，那么人在最高點對座位的壓力就可能大于、等于或小于重力，而在最低點，座位對人的支持力一定向上，有 N －mg ＝ m v2/ r ，所以 N ＝ mg ＋m v2r，故人在最低點時對座位的壓力一定大于 mg . 二、車輛轉(zhuǎn)彎問題的分析與計算 1 ．火車彎道的特點圖 2 － 3 － 5 在火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，如圖 2－ 3－ 5所示，轉(zhuǎn)彎時所需的向心力由重力和彈力的合力提供．否則，轉(zhuǎn)彎時所需向心力應(yīng)由外軌對車輪的壓力提供，而這樣對車軌會造成損壞，車速大時，容易出事故． 2．彎道的行駛速度設(shè)車軌間距為 L，兩軌高度差為 h，轉(zhuǎn)彎半徑為 R，質(zhì)量為 m的火車運行時應(yīng)當(dāng)有多大的速度？由圖 2 － 3 － 5 知，火車轉(zhuǎn)彎的向心力 F 向＝ mg t an θ 再根據(jù)向心力公式 F 向＝ mv20R

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