第 3 节 向心力的实例分析【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，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、理解匀速圆周运动的规律
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
【学习重点】1、理解向心力是一种效果力
2、在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题
【知识要点】1)水平面的圆周运动① 汽车转弯汽车在水平的圆弧路面上的做匀速圆周运动时(如图 6-1 甲所示)，是什么力作为向心力的呢
如果不考虑汽车翻转的情况，我们可以把汽车视为质点
汽车在竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反，是一对平衡力；如果不考虑汽车行驶时受到的阻力，则汽车所受的地面对它的摩擦力就是向心力，如图 6-1 乙所示
如果考虑汽车行驶时受到的阻力 Ff，则静摩擦力沿圆周切线方向的分 Ft(通常叫做牵引力)与阻力 Ff平衡，而静摩擦力指向圆心的分力 Fn就是向心力，如下图丙所示，这时静摩擦力指向圆心的分力 Fn也就是汽车所受的合力
② 火车转弯火车转弯时，是什么力作为向心力呢
如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力 F 就是使火车转弯的向心力(如下左图所示)
设转弯半径为 r，火车质量为 m，转弯时速率为 v，则，F=m
由于火车质量很大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力要很大，铁轨容易受到损坏
实际在修筑铁路时，要根据转弯处的半径 r 和规定的行驶速度 v0，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力 G 和支持力 FN的合力来提供，如上右图所示
必须注意，虽然内外轨有一定的高度差，但火车仍在水平面内做圆周运动，因此向心力是沿水平方向的，而不是沿“斜面”向上
F=Gtgα=mgtgα
