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1、生活中的圆周运动生活中的圆周运动 一、火车转弯问题 外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支持力的合外力FN提供向心力。 标准速度:v=grtan 当vv0时,内外轨均不受侧向挤压的力 当vv0时,外轨受到侧向挤压的力 当vv0时,内轨受到侧向挤压的力 二、拱形桥 若汽车在拱桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为R 求汽车过桥的最高点时对桥面的压力? a选汽车为研究对象 b对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力 c上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d建立关系式: mV2mV2;FN=G- F向=G-FN=rr速度越快,压力越小。当FN=0时,向心力最大=G。 脱离桥面的临界速度v=
2、求汽车过桥的最低点时对桥面的压力? FNgr mV2mV2; FN=G+ F向=FN-G=rrG速度越快,压力越大。 说明:上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。 三、航天器中的失重现象 、航天器中的宇航员的向心力由引力和支持力的合力提供,方向竖直向下 、宇航员具有竖直向下的加速度,对座椅的压力小于重力,处于失重状态。 注意:准确地理解失重和超重的概念,并不是重力消失,而是与它接触物体的拉力或压力不等于重力的现象。 四、竖直平面内的圆周运动 绳模型 GT1mv2最高点:T1+mg= rmv2最低点:T2-mg= r说明:绳子只要存在拉力,则小球一定能通过最高点。当只存在重力作为向心力的时候向心力最OT2mv2小,令mg=,解得临界速度v=r杆模型 gr。因而当vgr时才能通过最高点。 GT1 gr)mv2 mg-T= ,GT1OT2 gr)G合外力合外力突然消失,或不足以提供所需的向心力。 2、离心运动 做匀速圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力情况下,做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。