第 7 节 生活中的圆周运动 一、铁路的弯道 1.火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动,具有向心加速度,由于其质量巨大,因此需要很大的向心力
2.转弯处内外轨一样高的缺点如果转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损
3.铁路弯道的特点(1)转弯处外轨略高于内轨
(2)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道内侧
(3)铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心,它提供了火车以规定速度行驶时的向心力
二、 拱形桥汽车过凸形桥汽车过凹形桥受力分析向心力Fn=mg - F N=mFn=FN- mg =m1.火车转弯处,外轨略高于内轨,使得火车所受支持力和重力的合力提供向心力
当火车以合适的速率通过弯道时,可以避免火车轮缘对内、外轨的挤压磨损
2.汽车过拱形桥时,在凸形桥的桥顶上,汽车对桥的压力小于汽车重力,汽车在桥顶的安全行驶速度小于;汽车在凹形桥的最低点处,汽车对桥的压力大于汽车的重力
3.绕地球做匀速圆周运动的航天器中,宇航员具有指向地心的向心加速度,处于完全失重状态
4.做圆周运动的物体,当合外力突然消失或不足以提供向心力时,物体将做离心运动;当合外力突然大于所需向心力时,物体将做近心运动
对桥的压力FN′=mg-mFN′=mg+m结论汽车对桥的压力小于汽车的重量,而且汽车速度越大,对桥的压力越小汽车对桥的压力大于汽车的重量,而且汽车速度越大,对桥的压力越大三、航天器中的失重现象及离心运动1.航天器在近地轨道的运动(1)对航天器,在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力,重力充当向心力,满足的关系为 Mg=M
(2)对航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力,满足的关系为 mg - F N=m,由此可得FN=0,航天员处于完全失重状态,对座椅压力为零
(3)航天器内的任何物体之间均没有压力
2.对失重现象的认识航