5.75.7生活中的圆周运动二 . 竖直平面内的圆周运动1. 汽车过桥 为什么桥的外形都是凸起的而很少有凹陷的?这样的设计跟向心力又有怎么样的关系呢?汽车质量为 m ,通过桥最高点速度为 v ,桥半径为 R ,则在最高点汽车对桥的压力为多大?mgFNFn= m v2RF 合= mg -FNv2R∴ mg - FN =mv2R∴ FN = mg- m由牛顿第三定律得v2RF 压= FN = mg -mFN <mg若汽车通过拱桥的速度增大,会出现什么情况?( 1 )拱形桥v2Rmg =mmgFN当 FN = 0 时,汽车脱离桥面,汽车做平抛运动,汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN = 0 时,汽车的速度为多大?v = gRv2RFN = mg - m汽车过桥时一般都会有一个限速,规定汽车的速度不能大于这个限速,就是因为上面的原因。 泸 定 桥 另类的桥凹形桥过水路面指的是为了通过平时无水或流水很少的宽浅河流而修筑的在洪水期间容许水流浸过的路面。( 2). 凹形桥汽车质量为 m ,通过桥最低点速度为 v ,桥半径为 R ,则在最低点汽车对桥的压力为多大?F 合= FN -mgv2R ∴ FN = mg + m由牛顿第三定律得v2RF 压= FN = mg + mv2R ∴ FN - mg =mFN >mg若汽车通过凹形桥的速度增大,会出现什么情况?FNmgFn= m v2R2NmvGFrFN=G(3) 比较三种桥面受力的情况2NmvFGr失重超重思考与讨论地球可以看作一个巨大的拱型桥,其半径就是地球半径 R ( R=6400km ),若汽车不断加速,则地面对它的支持力就会变小,汽车速度多大时,支持力会变成零?三 . 航天器中的失重现象 宇航员处于完全失重的状态,这种现象与向心力又有怎么样的联系呢?是什么力维持近地航天器做圆周运动?万有引力万有引力rmgFN对宇航员:rvmFmgF2NnrvmmgF2NFN = 0 ,宇航员处于完全失重状态时,当grv 上述观点是错误的。正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其中的人和物体环绕地球做圆周运动,若没有引力则不会绕地球做圆周运动。 有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力。这种说法对吗? 此时 F 引 =F 向 ,故人与物均处于完全失重状态F =rvm2提供物体做圆周运动的向心力提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当 “供”“需”平衡时,物体做圆周运动想一想:当 “供”“需”不平衡时,物体将如何运动呢? 赛道的设计 做圆周运动物体一旦失去...