第七节 生活中的圆周运动
1.巩固向心力和向心加速度的知识。
2.会在具体问题中分析向心力的来源。
3.会利用牛顿第二定律解决生活中比较简单的圆周运动问题。
1.铁路的弯道
(1)运动特点:火车在弯道上的运动可看做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力。
(2)轨道设计:转弯处外轨略高(选填“高”或“低”)于内轨,火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向是斜向弯道内侧,它与重力的合力指向圆心。若火车以规定的速度行驶,转弯时所需的向心力几乎完全由支持力和重力的合力来提供。
2.拱形桥
续表
3.航天器中的失重现象
(1)向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力,mg-FN=m,所以FN=mg-m,故宇航员处于失重状态。
(2)完全失重状态:当v=时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员处于完全失重状态。
4.离心运动
(1)定义:做圆周运动的物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动。
(2)原因:向心力突然消失或合外力不足以提供所需的向心力。
(3)应用:洗衣机的脱水筒,制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等。
(4)危害:汽车转弯时,若最大静摩擦力不足以提供所需的向心力,汽车会做离心运动而造成事故。高速转动的砂轮、飞轮,若超过最大转速,会做离心运动致使破裂,造成事故。