2018-2019学年人教版必修2 5.7 生活中的圆周运动 学案
2018-2019学年人教版必修2 5.7 生活中的圆周运动 学案第3页

  物体逐渐远离圆心而做离心运动,即"需要"大于"提供"或"提供不足"。

  (4)若F合=0,则物体沿切线方向飞出,做匀速直线运动。

  特别提醒 (1)在离心现象中并不存在离心力,是外力不足以提供其做圆周运动所需向心力而引起的,是惯性的一种表现形式。(2)做离心运动的物体,并不是沿半径方向向外远离圆心。(3)圆周运动所需要的向心力越大,即物体的质量越大,速度越大,角速度(转速)越大,半径越小时,物体就越容易发生离心现象。

  4.常见几种离心运动的对比

项目 实物图 原理图 现象及结论 洗衣机

脱水桶 当水滴跟物体附着力F不足以提供向心力时,即F<mω2r,水滴做离心运动 汽车在水平路

面上转弯 当最大静摩擦力不足以提供向心力时,即Fmax<m,汽车做离心运动 用离心机把体

温计水银甩回

玻璃泡中 当离心机快速旋转时,缩口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时,水银柱做离心运动进入玻璃泡内   【例1】 有一列重为100 t的火车,以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径为400 m。(g取10 m/s2)

  (1)试计算铁轨受到的侧压力;

  (2)若要使火车以此速率通过弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试计算路基倾斜角度θ的正切值。

  点拨:第(1)问中,外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力;第(2)问中,重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力。

  解析:(1)外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力,所以有FN=m=N=1×105 N。

由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于105 N。