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1、第七节 生活中的圆周运动,一、火车拐弯,火车转弯时什么力提供向心力？,G,FN,F弹,外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。,重力和支持力的合力提供向心力，以减少外轨与轮缘之间的挤压。,(1) 当v=v0时：,(2) 当vv0时：,(3) 当vv0时：,轮缘不受侧向压力;,轮缘受到外轨向内的挤压力;,轮缘受到内轨向外的挤压力。,赛场弯道设计,外高内低,汽车转弯,1、在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，下列说法错误的是( )A、减轻火车轮子挤压外轨B、减轻火车轮子挤压内轨C、使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D、限制火车向外脱轨,B,例、已知火车速度为30m/s，弯
2、道半径 r=900m，火车的质量为8105kg (取g=10m/s2)，求：（1）转弯时所需的向心力多大？（2）若轨道不受轮缘挤压，求轨道与水平面夹角的正切值。（3）若火车速度为40m/s，此时轮缘的受力情况如何？,二、拱形桥,当v非常大时可能出现什么现象？,凹形桥,当v非常大时可能发生什么状况？,如汽车不在拱形桥的最高或最低点，它的运动还能用刚才的方法求解吗？,2、汽车匀速率通过半径为R的拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（ ）A、汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力B、汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力C、汽车的牵引力不发生变化D、以上说法都错,B,
3、思考与讨论： 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？,三、航天器中的失重现象,什么维持近地航天器做圆周运动？,万有引力,设航天器质量为M，它绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员的质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力，试求飞船速度多大？座舱对宇航员的支持力多大？,完全失重！,做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。,四、离心运动,作离心运动的条
4、件：,物体做圆周运动需要什么条件？,当F合= Fn，做圆周运动；,当F合 Fn，,当F合 Fn，做向心(近心)运动。,做离心运动；,合,思考：,要防止离心现象发生，该怎么办？,A、减小运动速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小；,B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力。,离心运动的应用,啤酒何以清澈透亮？ 原来这也与离心分离密切相关。因为麦汁中含有一种极不稳定的冷凝固物，应尽量减少其含量才能保证啤酒不出现冷混浊现象。然而，这种冷凝固物的粒子极为微小，直径仅有0.10.5微米，很难除净。但若采用高速离心机进行分离处理，就比较容易实现净化。因为这种粒子虽然微小，但由于存在密度差，一
5、旦进入强大的离心力场后，二者立即“分道扬镳”，从而可以很容易地把冷凝固粒子剔除。从蔗糖水溶液中分离蔗糖，也需依靠离心沉降方法 。,制作“棉花”糖的原理：,内筒与洗衣机的脱水筒相似，往内筒加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁，内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状，到达温度较低的外筒就会迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。,“离心浇铸”技术模具绕一固定轴旋转，当达到500转每分时，将融化了的液态金属倒入其中，它将以巨大的惯性离心力向模具壁紧压，同时夹杂在液态金属里的气体和熔渣，由于其密度远小于液态的金属，因此它们将从金属里被分离出来。按此法浇铸出的金属零件密实、均
6、匀、不含气泡和裂痕，大大提高了使用寿命。,B,3、下列说法正确的是( )A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故,4、为防止汽车在水平路面转弯时出现“打滑”现象，可以( )A、增大汽车转弯时的速度B、减小汽车转弯时的速度C、增大汽车与路面间的摩擦D、减小汽车与路面间的摩擦,BC,5、下列说法中错误的有（ ）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理,B,
