3.结论:悬线与中心轴的夹角α跟"旋转秋千"的角速度和悬线长有关,与所乘坐人的体重无关.在悬线长一定的情况下,角速度越大则悬线与中心轴的夹角也越大(小于90°).
三、火车转弯
1.运动特点:火车转弯时实际是在做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的向心力.
2.向心力来源
(1)若转弯时内外轨一样高,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.
(2)内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由重力G和支持力N的合力提供.
四、离心运动
1.定义:在做圆周运动时,由于合外力提供的向心力消失或不足,以致物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动叫做离心运动.
2.离心机械:利用离心运动的机械叫做离心机械.常见的离心机械有洗衣机的脱水筒、离心机.
1.判断下列说法的正误.
(1)汽车行驶经过凸形桥顶部时,对桥面的压力等于车重.(×)
(2)汽车行驶经过凹形桥底部时,对桥面的压力大于车重.(√)
(3)铁路的弯道处,内轨高于外轨.(×)
(4)火车驶过弯道时,火车对轨道一定没有侧向压力.(×)
(5)做离心运动的物体可以沿半径方向运动.(×)
2.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧,如图3所示,飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径为r=180 m的圆周运动,如果飞行员质量m=70 kg,飞机经过最低点P时的速度v=360 km/h,则这时飞行员对座椅的压力大小为________.(g取10 m/s2)
图3
答案 4 589 N
解析 飞机经过最低点时,v=360 km/h=100 m/s.
对飞行员进行受力分析,飞行员在竖直面内共受到重力G和座椅的支持力N两个力的作用,根据牛顿第二定律得N-mg=m,所以N=mg+m=70×10 N+70× N≈4 589 N