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1、7生活中的圆周运动,1火车转弯时，将它看成是圆周运动如果铁路弯道的内 外轨道一样高，则火车转弯时由_侧轨道对车轮的弹力 提供向心力；如果在转弯处使铁路外轨略高于内轨，则火车经 过时支持力方向不再是竖直的，使得它的_分力提供火,车转弯的向心力,外,水平,小于,大于,2汽车通过凸形桥时，由于重力的一部分提供向心力，因 此汽车对桥面的压力_汽车的重力；汽车通过凹形地面 时，汽车对地面的压力_汽车的重力,mgFN,完全失重,4离心运动：,沿切线方向飞出,逐渐远离圆心,(1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然_或合力 不足以提供所需的向心力时，物体将_或 _，这样的运动叫做离心运动 (2)离心运动与受
2、力：做圆周运动的物体，由于本身具有,_，总有沿着圆周_方向飞去的趋势,切线,当物体所受合力 F_m2R 时，物体做圆周运动；,当 F0 时，物体沿切线方向飞出；,当 F_m2R 时，物体逐渐远离圆心； 当 F_m2R 时，物体逐渐靠近圆心,消失,惯性,力不足以提供向心力，即fmaxm ，汽车将做离心运动,静摩擦力,(3)汽车转弯：在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向 心力由车轮与路面间的_提供如果转弯时速度 过大，所需向心力 Fn 很大，大于最大静摩擦力，则最大静摩擦,v2,R,知识点1,生活中的向心力,图571 所示的是汽车转弯时的示意图，此时转弯处的 路面不是水平的，而是稍微有点往内倾图
3、572 所示的是 汽车通过凸形地面和凹形地面时的受力情况,图 571,图 572,讨论：,地面对车产生的指向内侧的静摩擦力,(1)汽车在水平路面上转弯时，向心力的来源是 _ (2)汽车在倾斜路面上转弯时，向心力的来源是,_,支持力的分力,(3)汽车通过凸形地面的最高点时，向心力的来源是,_,重力的分力,(4)汽车通过凹形地面的最低点时，向心力的来源是,_,支持力的分力,1火车转弯问题： (1)当火车所在转弯处的内外轨无高度差时，外轨对轮缘的 弹力 F 就是使火车转弯的向心力，如图 573 甲所示(火车向,右转弯)根据牛顿第二定律 Fm,v2 R,可知，火车的质量很大，,在速度和轨道半径一定的情
4、况下，外轨对轮缘的弹力很大，使 得外轨和外轮之间的磨损很大，铁轨容易受到损坏,图 573,(2)当外轨略高于内轨时，火车所受重力和支持力的合力提,甲,乙,图574,图575,【例1 】铁路转弯处的圆弧半径是 300 m ，轨道间距是 1 435 mm，现规定火车通过这里的速度是 72 km/h，则内外轨的 高度差应是多大才能使铁轨不受轮缘的挤压？(取 g10 m/s2),图576,【例2】如图 577 所示，质量为 1.5104 kg 的汽车以 不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，桥面圆弧半径均为 15 m，如果桥面承受的最大压力不得超过 2.0105 N，则汽车 允许的最大速率是多少？汽车
5、以此速率驶过凸形桥面的顶端时 对桥面的压力是多少？(取 g10 m/s2),图 577,解：汽车经过凹形桥面时，向心加速度方向向上，汽车处 于超重状态；汽车经过凸形桥面时，向心加速度方向向下，汽 车处于失重状态，所以当汽车经过凹形桥面的最低点时(如图5 78 甲所示)，汽车对桥面的压力最大,图 578,【触类旁通】,图 579,答案：AD,图 3,),2(双选)在下列各事例中，哪种情况将出现超重现象( A荡秋千经过最低点时的小孩,B汽车过凸形桥时,AC,C汽车过凹形桥时 D在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器 解析：超重现象就是物体对支持物的压力大于物体所受到 的重力选项 B 中汽车对桥面的压
6、力小于重力，处于失重状态； 在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器是处于完全失重状 态故选项 B、D 错误,知识点2,离心运动,在北京时间8 月11 日凌晨结束的2012 年伦敦奥运会女子 链球决赛中，中国选手张文秀以76 米34 的成绩获得铜牌张 文秀连续两届奥运会获得铜牌，成为中国第一位连续两届奥运 会获得奖牌的田径运动员如图5710 所示为链球运动员张 文秀投掷链球时的情景,图 5710,讨论：,(1)运动员未松手前链球做_运动 (2)运动员松手后链球做_运动,圆周,1离心现象： 做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供做 圆周运动所需的向心力时，就会做逐渐远离圆心的运动，这种 现
7、象称为离心现象,离心,2理解离心运动的条件：,(1)向心力的作用效果是改变物体的运动方向，如果向心力突 然消失，则物体的速度方向不再变化，由于惯性，物体将沿切线 方向飞出，并不是沿半径方向飞出,(2)如果提供的向心力太小，虽然物体的速度方向仍在变化， 但变化较慢，因此物体会偏离原来的圆周而做离心运动，其轨迹 为圆周和切线之间的某一条曲线,3离心运动的受力特点：,物体做离心运动并不是受到“离心力”的作用(“离心力”实 际上是不存在的)，而是外界提供的向心力太小或突然消失的缘故,4离心运动轨迹的理解： 分析物体是做圆周运动、离心运动还是向心运动，要看外 界提供的向心力与物体做圆周运动所需的向心力的
8、关系(如图 5,711 所示),图 5711,(1)当 Fm2r 时，物体做匀速圆周运动； (2)当 F0 时，物体沿切线方向飞出； (3)当 Fm2r 时，物体逐渐远离圆心； (4)当 Fm2r 时，物体逐渐靠近圆心,5离心现象的应用和防止：,(1)利用：在实际生活中，利用离心现象工作的机械叫离心,机械，常见的有离心分离器、洗衣机的脱水筒等 (2)离心现象有时也是有害的，应设法防止，如：,汽车在转弯时(尤其在下雨天)冲出车道而发生事故，应,在转弯处安装限速警示牌,砂轮或飞轮在工作中高速转动时容易飞出碎片而伤人，,因此在轮的外侧加一个保护罩,【例3】下列关于离心现象的说法正确的是(,),A当物
9、体所受的离心力大于向心力时发生离心现象 B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将做背离圆心的圆周运动 C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将沿切线做直线运动 D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将做曲线运动,解析：做匀速圆周运动的物体，当向心力消失或合力不足 以提供所需向心力时，物体将做离心运动，A 错误；做匀速圆 周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，根据牛顿 第一定律，它将沿切线方向做匀速直线运动，B、D 错误，C 正 确,答案：C,【触类旁通】,3(双选)下列属于离心现象的是(,),A投篮球,CD,B投掷标枪
10、C用洗衣机脱去湿衣服中的水 D旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴,4一个做匀速圆周运动的物体，当它所受到的合力变小时,(,) A将沿切线方向飞出做匀速直线运动,B将做靠近圆心的曲线运动,C,C将做远离圆心的曲线运动 D将做平抛运动 解析：当合力不足以提供做圆周运动所需的向心力时，物 体将做离心运动,竖直平面内圆周运动的类型,1如图 5712 甲、乙所示是没有物体支撑的小球，在,竖直平面内做圆周运动过最高点时的情形,图 5712,(1)临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用,【例4】一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆 一起在竖直平面内做圆周运动，如图 5713 所示水的质量为 m0.5 kg，水的
11、重心到转轴的距离为 l50 cm.(取 g10 m/s2，不 计空气阻力),(1)若在最高点时水不流出来，求水桶的最小速率；,(2)若在最高点时水桶的速率为 v3 m/s，求水对桶底的压力,图 5713,【触类旁通】 5如图5714 所示，一轻杆长为10 cm，一端固定在 O 点，另一端固定着一质量为 m1 kg 的小球，以 O 点为圆心， 使小球在竖直平面内做圆周运动(小球可看做质点，取g10 m/s2) 试求： (1)若小球通过最高点 A 时，杆对小球的 作用力为零，则小球在最高点处的速度大小,为多少？,图 5714,(2)当小球通过最高点 A 的速度为 2 m/s 时， 杆对小球的作用力大小为多少？是拉力还是支持力？,