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
如果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
汽车过凸形桥 汽车过凹形桥 受力
分析 向心力 Fn=mg-FN=m Fn=FN-mg=m 对桥的压力 FN′=mg-m FN′=mg+m 结论 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 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
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,所以FN=mg-m.