受力
分析 向心力
的 F=mg-FN=m F=FN-mg=m 对桥的压力 FN′=mg-m FN′=mg+m 讨论 (1)当v=时,FN=0。
(2)当0≤v<时,0<FN≤mg
(3)当v>时,汽车脱离桥面,发生危险 v增大,FN增大,由牛顿第三定律知,车对桥面的压力也增大 2.汽车在凸形桥的最高点处于失重状态,在凹形桥的最低点处于超重状态。
题后反思 在汽车经过拱形桥或类似的物体经过竖直曲线做圆周运动的问题中,一般在轨道的最低点和最高点分析受力列方程,无论该类题目的具体内容如何,通过分析受力,找出提供的向心力列方程求解是最基本的方法。
三、离心运动
1.离心运动的实质:物体惯性的表现。做圆周运动的物体,总有沿着圆周切线飞出去的趋向,之所以没有飞出去,是因为受到向心力作用的缘故。一旦作为向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力,物体就会发生离心运动。
2.离心运动的受力特点:物体做离心运动并不是物体受到离心力作用,而是由于外力不能提供足够的向心力。所谓"离心力"也是由效果命名的,实际并不存在。
3.合外力与向心力的关系
(1)如图所示,若F合=mrω2或F合=,物体做匀速圆周运动,即"提供"满足"需要"。
(2)若F合>mrω2或F合>,物体做半径变小的近心运动,即"提供"大于"需要"。
(3)若F合<mrω2或F合<,则外力不足以将物体拉回到原圆周轨道上