江苏省宿豫中学2012届高三物理第一轮复习导学案NO：201204020
主备：赵祥
审校：蔡宝民
第4课时
圆周运动规律的应用
【学习目标】1．会分析生活中有关的圆周运动实例；2．理解离心运动现象及分析。【学习重、难点】能对有关圆周运动的各种问题进行正确的分析【要点导学】一、生活中的圆周运动实例分析1．转弯问题分析1汽车或自行车在水平路面上转弯：此时路面对汽车或自行车的静摩擦力提供向心力，这个力的作用是用来改变汽车或自行车的行驶方向。2火车拐弯：如图所示，在转弯处使外轨略高于内轨，火车驶过转弯处时，铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道内侧，它与重力G的合力指向圆心，提供火车转弯时所需的向心力。设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，火车转弯的规定速度为v0。如图所示可得向心力为Fmgta
α≈mgsi
αmgh／L
2v0mgh由牛顿第二定律得：FmRL
火车转弯的规定速度
即v0
gRhL
讨论：1当火车行驶速率v等于规定速度v0时，重力与支持力的合力正好提供向心力，内、外轨道对轮缘都没有侧压力。2当火车行驶速度v大于规定速度v0时，圆周运动所需的向心力比两力的合力大，此时外轨道提供一个弹力来补充。3当火车行驶速率v小于规定速率v0时，圆周运动所需的向心力比两力的合力小，则此时内轨道提供一个弹力来抵消。例1：单选火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道一样高，则火车转弯时（）A．对外轨产生向外的挤压作用B．对内轨产生向外的挤压作用C．对外轨产生向内的挤压作用D．对内轨产生向内的挤压作用2．汽车过拱桥的动力学分析如图所示为汽车过拱桥的三种情景的比较分析：质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，N为汽车对桥面的压力。
甲为凸形桥面，乙为凹形桥面，丙为水平路面。对甲分析，因为汽车对桥面的压力Nmg一mv2／r，所以：1当v
gr时，汽车对桥面的压力N0；
1
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主备：赵祥
审校：蔡宝民
2当0≤v＜gr时，0＜N≤mg；3当v＞gr时，汽车将脱离桥面，发生危险。对乙分析，汽车过凹桥最低点时：当汽车过凹桥最低点时，汽车的支持力和重力的合力提供向心力，则：FNmgm
v2v2，FNmgm，支持力一定大于重力mg。RR
例2：单选一辆卡车在丘陵地带匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，爆胎可能性最大的地段应是A．a处B．b处C．c处Dr