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5 7生活中的圆周运动 一 铁路的弯道火车车轮的结构特点 火车转弯 内外轨道等高 1 火车转弯处内外轨无高度差 外轨对轮缘的弹力f就是使火车转弯的向心力 外轨和外轮之间的磨损大 铁轨容易受到损坏 讨论 如何解决这个问题呢 2 转弯处外轨高于内轨 二 拱型桥 1 汽车对桥的压力fn fn 汽车的速度越大 由上式和牛顿第三定律可知 根据牛顿第二定律 汽车开始做平抛运动 质量为m的汽车以速度v通过半径为r的凹型桥 它经桥的最低点时对桥的压力为多大 比汽车的重量大还是小 速度越大压力越大还是越小 解 由上式和牛顿第三定律可知 1 汽车对桥的压力f1 f1 汽车的速度越大 根据牛顿第二定律 三 航天器中的失重现象 做匀速圆周运动的物体 在所受合力突然消失 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 这种运动叫做离心运动 四 离心运动 1 离心运动 2 离心运动应用 1 离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 解释 o f mr 2 f 当网笼转得比较慢时 水滴跟物体的附着力f足以提供所需的向心力f使水滴做圆周运动 当网笼转得比较快时 附着力f不足以提供所需的向心力f 于是水滴做离心运动 穿过网孔 飞到网笼外面 2 洗衣机的脱水筒 3 制作 棉花 糖的原理 内筒与洗衣机的脱水筒相似 里面加入白砂糖 加热使糖熔化成糖汁 内筒高速旋转 黏稠的糖汁就做离心运动 从内筒壁的小孔飞散出去 成为丝状到达温度较低的外筒 并迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 3 离心运动的防止 1 在水平公路上行驶的汽车转弯时 f m r 2 f 汽车 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力f大于最大静摩擦力fmax 汽车将做离心运动而造成交通事故 因此 在公路弯道处 车辆行驶不允许超过规定的速度 2 高速转动的砂轮 飞轮等 巩固练习 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 打滑 的现象 可以 a 增大汽车转弯时的速度b 减小汽车转弯时的速度c 增大汽车与路面间的摩擦d 减小汽车与路面间的摩擦a a bb a cc b dd b c 16 一辆质量m 2 0t的小轿车 驶过半径r 100m的一段圆弧形桥面 重力加速度g 10m s2 求 若桥面为凹形 轿车以20m s的速度通过桥面最底点时 对桥面压力是多大 若桥面为凸形 轿车以10m s的速度通过桥面最高点时 对桥面压力是多大 桥车以多大速度通过凸形桥面顶点时 对桥面刚好没有压力 细绳一端系着质量m 0 6kg的物体 静止在水平面 另一端通过光滑小孔吊着质量m 0 3kg的物体 m的中点与圆孔距离为0 2m
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