2020-2021学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册讲义：6.4生活中的圆周运动

4　生活中的圆周运动 [学习目标]　1.会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题.2.了解航天器中的失重现象及原因.3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害． 一、火车转弯 1．如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量太大，因此需要很大的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻． 2．铁路弯道的特点 (1)弯道处外轨略高于内轨． (2)火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的内侧．支持力与重力的合力指向圆心． (3)在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和弹力FN的合力来提供． 二、汽车过拱形桥 汽车过拱形桥 汽车过凹形桥 受力 分析 向心力 Fn＝mg－FN＝m Fn＝FN－mg＝m 对桥的压力 FN′＝mg－m FN′＝mg＋m 结论 汽车对桥的压力小于汽车的重力，而且汽车速度越大，汽车对桥的压力越小 汽车对桥的压力大于汽车的重力，而且汽车速度越大，汽车对桥的压力越大 三、航天器中的失重现象 1．向心力分析：航天员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律：mg－FN＝m，所以FN＝m(g－)． 2．完全失重状态：当v＝时座舱对航天员的支持力FN＝0，航天员处于完全失重状态． 四、离心运动 1．定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动． 2．原因：向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力． 3．离心运动的应用和防止 (1)应用：离心干燥器；洗衣机的脱水筒；离心制管技术；分离血浆和红细胞的离心机． (2)防止：转动的砂轮、飞轮的转速不能太高；在公路弯道，车辆不允许超过规定的速度． 1．判断下列说法的正误． (1)铁路的弯道处，内轨高于外轨．(　×　) (2)汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于车重．(　×　) (3)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重．(　√　) (4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的航天员处于完全失重状态，故不再受重力．(　×　) (5)做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动．(　×　) 2.如图1所示，汽车在通过水平弯道时，轮胎与地面间