第五章 圆周运动 §8 生活中的圆周运动【学习目标】1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源． 2、能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。 3、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。 4、通过对几个实例的分析，明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。【学习过程】学习本节要充分发挥理论联系实际的能力，通过几个具体实例的分析，理解圆周运动的一般规律，同时要注意具体问题具体分析。一、铁路的弯道火车在拐弯处的外轨略高于内轨，铁轨对火车的支持力 FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道内侧，它与重力 G 的合力指向圆心，成为使火车拐弯的向心力。设内外轨间的距离为 L，内外轨的高度差为 h，火车转弯的半径为 R，火车转弯的规定速度为 v0。由图所示的力的三角形，得向心力 F＝mgtan≈mgsin＝mg由牛顿第二定律得 F＝m v02/R即 mg＝m v02/R解得火车转弯时的规定速度 v0＝讨论：（1）当火车行驶的速率 v 等于规定速度 v0时，内、外轨道对轮缘没有侧压力。（2）当火车行驶的速率 v 大于规定速度 v0时，外轨道对轮缘有侧压力。（3）当火车行驶的速率 v 小于规定速度 v0时，内轨道对轮缘有侧压力。例题 1：汽车与路面的动摩擦因数为 ，公路某转弯处半径为 R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问：（1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？（2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平 面有一倾角 ，如图所示，汽车以多大速度转弯时，可以使车与路面 间无摩擦力？解析：在路面水平的情况下，汽车转弯所需的向心力是由汽车 和路面之间的静摩擦力来提供的，当公路转弯处是外高内低的斜面时 ，重力和斜面的支持力将在水平方向上提供一个合力，加上和路面的 静摩擦力来提供向心力，此时，在同样的情况下，所需的静摩擦力就减小。用心 爱心 专心1F 合mgFN（1）汽车在水平路面上转弯时，汽车转弯的向心力由静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大时，汽车的转弯速度最大。由mg＝m解得 v＝(2) 当转弯处路面倾斜，且重力和支持力的合力恰等于向心力时，此转弯速度最...
