6.4生活中的圆周运动

6.4生活中的圆周运动

1.向心力的来源？2.向心力的大小？可以是几个力的合力，或者某个力，或者某个力的分力。复习回顾：生活实例：思考：火车为什么会发生脱轨事故呢？一、火车转弯铁轨踏面轮缘GN.F火车车轮有突出的轮缘外轨内轨思考1:火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力？谁充当向心力？讨论：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？一、火车转弯GFnNθθr思考2:如果火车外轨道比内轨道高。火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？思考3：若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力?合力在水平向右还是沿斜面向下？一、火车转弯算一算:质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。火车转弯规定临界速度:解析：GFnNθθr一、火车转弯思考:(1)如果v行驶>v临界,情况如何?(2)如果v行驶<v临界,情况如何?【拓展】:质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。NθrGFnhLθ如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？1.速度过大时：2.速度过小时：外侧轨道与轮之间有弹力内侧轨道与轮之间有弹力GFnNhLθθr思考：公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动.为什么凸形桥比凹形桥更普遍呢？二、汽车过拱形桥1.凹形桥

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最低点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？mgFNa随着速度的增大，汽车通过桥的最低点时所受的支持力如何变化？解：mg和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：

由牛顿第三定律得：方向：竖直向下

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最高点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？桥对汽车的支持力多大？

mgFNa2.拱形桥解：mg和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：方向：竖直向上（3）当FN=0时（1）

当v=0时，FN=？（2）当v↑时，FN？

（4）当时汽车做什么运动？（5）此时人和座位之间有没有压力呢？讨论：（最高点）mgFN如果把拱桥半径增大，增大到6400km，此时汽车以多大速度才能脱离桥面？人和座位之间有没有压力?思考与讨论：三、航天器中的失重现象四、离心运动1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。2.物体作圆周运动的条件F=若“提供”≠“需要”？“提供”=“需要”四、离心运动3.物体作离心运动的条件：F提供<F需要F提供=F需要F提供=0

F提供

＜F需要

F提供＞F需要

圆周近心切线离心四、离心运动1．如图所示，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨组成的轨道平面与水平面的夹角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（）A．B．若火车速度大于v时，火车将受到外轨侧压力作用，其方向平行轨道平面向外C．为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，可以适当增大弯道半径或适当增加内外轨的高度差D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有压力C2．如图甲所示，途中火车要进入某半径为R的弯道，火车在轨道上的的截面图如图乙所示。已知两轨间宽度为L，弯道内外轨高度差是h，重力加速度为g。若火车转弯时轮缘与铁轨间恰好无作用，则此时火车的速度为（）A． B． C． D．C3．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处（ ）A．车速低于vc时，车辆就向内侧滑动B．车速高于vc时，车辆就向外侧滑动C．路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小D．路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值不变D4．如图所示是游乐场里过山车，若过山车经过A、B两点速率相同，则过山车（）A．在A点时处于失重状态B．在B点时处于超重状态C．A点的向心加速度小于B点的向心加速度D．在B点时乘客对座椅的压力可能为零D5．如图所示，汽车越野赛的一段赛道，一质量为m的汽车以相同水平速度先后通过a、b、c三处时，受到路面的支持力分别为Fa、Fb、Fc，且a处圆弧半径大于c处圆弧半径，重力加速度为g则（）A．Fa

=mgB．Fb

>mgC．Fc

<mg

D．汽车通过a、c处时，a处更容易爆胎C6．如图所示，小物体位于半径为R的半球顶端，若给小物体一水平初速度v0，小物体对球顶恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则此时（）A．物体开始沿球面下滑 B．物体的初速度为v0＝C．物体落地时的水平位移为2R D．物体落地时速度方向与水平地面成30°角B7．如图所示，地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径。地面上有一辆汽车在行驶，下列说法正确的是（）A．汽车速度越大，地面对它的支持力就越大B．汽车速度大到一定程度时，地面对车的支持力可以为零C．汽车以某一速度脱离地面时，汽车不再受到重力的作用D．汽车以某一速度脱离地面时，驾驶员感觉到处于超重状态B8．链条一端系着铅球，另一端被人握住然后在光滑水平桌面上高速转动。如果保持转动的半径不变，而将转速变为原来的两倍。当铅球转到A点时，如右图所示，此人松手。请问铅球接下去以图中哪个轨迹飞出？（）A．轨迹a B．轨迹b C．轨迹c D．轨迹dB9．如图所示是摩托车比赛转弯时的情形．转弯处路面常是外高