N=m.
4.人坐过山车通过最高点时:座位对人的支持力N和人的重力的合力提供向心力,即N+mg=m.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力.(×)
(2)匀速圆周运动的合力就是向心力.(√)
(3)匀速圆周运动的加速度的方向始终不变.(×)
(4)匀速圆周运动是匀变速运动.(×)
(5)根据a=ω2r知加速度a与半径r成正比.(×)
(6)汽车行驶至拱桥顶部时对桥面的压力大于重力.(×)
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=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是________.(g取10 m/s2)
图1
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,由牛顿第三定律得,飞行员对座椅的压力为4 589 N.
一、对向心力的理解
[导学探究] (1)如图2所示,用细绳拉着小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,若小球的线速度为v,运动半径为r,是什么力产生的向心加速度?该力的大小、方向如何?小球运动的速度v增大,绳的拉力大小如何变化?
图2