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7生活中的圓周運動

[學習目標]1.會分析具體圓周運動問題中向心力的來源，能解決生活中的圓周運動問題.2.了解航天器中的失重現象及原因.3.了解離心運動及物體做離心運動的條件，知道離心運動的應用及危害.

一、鐵路的彎道

1.火車在彎道上的運動特點

火車在彎道上運動時做圓周運動，具有向心加速度，由于其質量巨大，因此需要很大的向心力.

2.轉彎處內外軌一樣高的缺點

假使轉彎處內外軌一樣高，則由外軌對輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損.3.鐵路彎道的特點(1)轉彎處外軌略高于內軌.

(2)鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的內側.

(3)鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的圓心，它提供了火車以規定速度行駛時的向心力.二、拱形橋

受力分析向心力對橋的壓力結論汽車過凸形橋汽車過凹形橋v2Fn＝mg－FN＝mrv2FN′＝mg－mr汽車對橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越小v2Fn＝FN－mg＝mrv2FN′＝mg＋mr汽車對橋的壓力大于汽車的重力，而且汽車速度越大，對橋的壓力越大三、航天器中的失重現象

v2

1.向心力分析：宇航員受到的地球引力與座艙對他的支持力的合力提供向心力，mg－FN＝m，r精選資料值得擁有1

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v2

所以FN＝mg－m.

r2.完全失重狀態：當v＝rg時，座艙對宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于完全失重狀態.四、離心運動

1.定義：做圓周運動的物體沿切線飛出或做逐漸遠離圓心的運動.2.原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力.3.離心運動的應用和防止

(1)應用：離心枯燥器；洗衣機的脫水筒；離心制管技術.

(2)防止：汽車在馬路轉彎處必需限速行駛；轉動的砂輪、飛輪的轉速不能太高.

1.判斷以下說法的正誤.

(1)鐵路的彎道處，內軌高于外軌.(×)

(2)汽車行駛至凸形橋頂部時，對橋面的壓力等于車重.(×)(3)汽車行駛至凹形橋底部時，對橋面的壓力大于車重.(√)

(4)繞地球做勻速圓周運動的航天器中的宇航員處于完全失重狀態，故不再受重力.(×)(5)航天器中處于完全失重狀態的物體所受合力為零.(×)(6)做離心運動的物體可以沿半徑方向向外運動.(×)

2.飛機由俯沖轉為拉起的一段軌跡可看成一段圓弧，如圖1所示，飛機做俯沖拉起運動時，在最低點附近做半徑為r＝180m的圓周運動，假使飛行員質量m＝70kg，飛機經過最低點P時的速度v＝360km/h，則這時飛行員對座椅的壓力大小約為________.(g取10m/s)

2

圖1

答案4589N

解析飛機經過最低點時，v＝360km/h＝100m/s.

對飛行員進行受力分析，飛行員在豎直面內共受到重力mg和座椅的支持力FN兩個力的作用，

2

v2v2100

根據牛頓其次定律得FN－mg＝m，所以FN＝mg＋m＝70×10N＋70×N≈4589N，由牛頓第

rr180

三定律得，

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