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7生活中的圆周运动

[学习目标]1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题.2.了解航天器中的失重现象及原因.3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.

一、铁路的弯道

1.火车在弯道上的运动特点

火车在弯道上运动时做圆周运动，具有向心加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的向心力.

2.转弯处内外轨一样高的缺点

假使转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损.3.铁路弯道的特点(1)转弯处外轨略高于内轨.

(2)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的内侧.

(3)铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.二、拱形桥

受力分析向心力对桥的压力结论汽车过凸形桥汽车过凹形桥v2Fn＝mg－FN＝mrv2FN′＝mg－mr汽车对桥的压力小于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力越小v2Fn＝FN－mg＝mrv2FN′＝mg＋mr汽车对桥的压力大于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力越大三、航天器中的失重现象

v2

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提供向心力，mg－FN＝m，r精选资料值得拥有1

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v2

所以FN＝mg－m.

r2.完全失重状态：当v＝rg时，座舱对宇航员的支持力FN＝0，宇航员处于完全失重状态.四、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力不足以提供所需的向心力.3.离心运动的应用和防止

(1)应用：离心枯燥器；洗衣机的脱水筒；离心制管技术.

(2)防止：汽车在马路转弯处必需限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高.

1.判断以下说法的正误.

(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨.(×)

(2)汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.(×)(3)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重.(√)

(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再受重力.(×)(5)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)(6)做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动.(×)

2.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图1所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r＝180m的圆周运动，假使飞行员质量m＝70kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360km/h，则这时飞行员对座椅的压力大小约为________.(g取10m/s)

2

图1

答案4589N

解析飞机经过最低点时，v＝360km/h＝100m/s.

对飞行员进行受力分析，飞行员在竖直面内共受到重力mg和座椅的支持力FN两个力的作用，

2

v2v2100

根据牛顿其次定律得FN－mg＝m，所以FN＝mg＋m＝70×10N＋70×N≈4589N，由牛顿第

rr180

三定律得，

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