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1、7生活中的圆周运动1火车转弯时，将它看成是圆周运动如果铁路弯道的内外轨道一样高，则火车转弯时由_侧轨道对车轮的弹力提供向心力；如果在转弯处使铁路外轨略高于内轨，则火车经过时支持力方向不再是竖直的，使得它的_分力提供火车转弯的向心力外水平小于大于2汽车通过凸形桥时，由于重力的一部分提供向心力，因此汽车对桥面的压力_汽车的重力；汽车通过凹形地面时，汽车对地面的压力_汽车的重力mgFN完全失重4离心运动：沿切线方向飞出逐渐远离圆心(1)定义：做圆周运动的物体，在向心力突然_或合力不足以提供所需的向心力时，物体将_或_，这样的运动叫做离心运动(2)离心运动与受力：做圆周运动的物体，由于本身具有_，总有
2、沿着圆周_方向飞去的趋势切线当物体所受合力 F_m2R 时，物体做圆周运动；当 F0 时，物体沿切线方向飞出；当 F_m2R 时，物体逐渐远离圆心；当 F_m2R 时，物体逐渐靠近圆心消失惯性力不足以提供向心力，即fmaxm ，汽车将做离心运动静摩擦力(3)汽车转弯：在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力由车轮与路面间的_提供如果转弯时速度过大，所需向心力 Fn 很大，大于最大静摩擦力，则最大静摩擦v2R知识点1生活中的向心力图571 所示的是汽车转弯时的示意图，此时转弯处的路面不是水平的，而是稍微有点往内倾图572 所示的是汽车通过凸形地面和凹形地面时的受力情况图 571图 572讨论：
3、地面对车产生的指向内侧的静摩擦力(1)汽车在水平路面上转弯时，向心力的来源是_(2)汽车在倾斜路面上转弯时，向心力的来源是_支持力的分力(3)汽车通过凸形地面的最高点时，向心力的来源是_重力的分力(4)汽车通过凹形地面的最低点时，向心力的来源是_支持力的分力1火车转弯问题：(1)当火车所在转弯处的内外轨无高度差时，外轨对轮缘的弹力 F 就是使火车转弯的向心力，如图 573 甲所示(火车向右转弯)根据牛顿第二定律 Fmv2R可知，火车的质量很大，在速度和轨道半径一定的情况下，外轨对轮缘的弹力很大，使得外轨和外轮之间的磨损很大，铁轨容易受到损坏图 573(2)当外轨略高于内轨时，火车所受重力和支持
4、力的合力提甲乙图574图575【例1 】铁路转弯处的圆弧半径是 300 m ，轨道间距是1 435 mm，现规定火车通过这里的速度是 72 km/h，则内外轨的高度差应是多大才能使铁轨不受轮缘的挤压？(取 g10 m/s2)图576【例2】如图 577 所示，质量为 1.5104 kg 的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，桥面圆弧半径均为15 m，如果桥面承受的最大压力不得超过 2.0105 N，则汽车允许的最大速率是多少？汽车以此速率驶过凸形桥面的顶端时对桥面的压力是多少？(取 g10 m/s2)图 577解：汽车经过凹形桥面时，向心加速度方向向上，汽车处于超重状态；汽车经过凸形桥
5、面时，向心加速度方向向下，汽车处于失重状态，所以当汽车经过凹形桥面的最低点时(如图578 甲所示)，汽车对桥面的压力最大图 578【触类旁通】图 579答案：AD图 3)2(双选)在下列各事例中，哪种情况将出现超重现象(A荡秋千经过最低点时的小孩B汽车过凸形桥时ACC汽车过凹形桥时D在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器解析：超重现象就是物体对支持物的压力大于物体所受到的重力选项 B 中汽车对桥面的压力小于重力，处于失重状态；在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器是处于完全失重状态故选项 B、D 错误知识点2离心运动在北京时间8 月11 日凌晨结束的2012 年伦敦奥运会女子链球决赛中，中国选手张
6、文秀以76 米34 的成绩获得铜牌张文秀连续两届奥运会获得铜牌，成为中国第一位连续两届奥运会获得奖牌的田径运动员如图5710 所示为链球运动员张文秀投掷链球时的情景图 5710讨论：(1)运动员未松手前链球做_运动(2)运动员松手后链球做_运动圆周1离心现象：做圆周运动的物体，在所受合力突然消失或不足以提供做圆周运动所需的向心力时，就会做逐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象离心2理解离心运动的条件：(1)向心力的作用效果是改变物体的运动方向，如果向心力突然消失，则物体的速度方向不再变化，由于惯性，物体将沿切线方向飞出，并不是沿半径方向飞出(2)如果提供的向心力太小，虽然物体的速度方向仍在变
7、化，但变化较慢，因此物体会偏离原来的圆周而做离心运动，其轨迹为圆周和切线之间的某一条曲线3离心运动的受力特点：物体做离心运动并不是受到“离心力”的作用(“离心力”实际上是不存在的)，而是外界提供的向心力太小或突然消失的缘故4离心运动轨迹的理解：分析物体是做圆周运动、离心运动还是向心运动，要看外界提供的向心力与物体做圆周运动所需的向心力的关系(如图 5711 所示)图 5711(1)当 Fm2r 时，物体做匀速圆周运动；(2)当 F0 时，物体沿切线方向飞出；(3)当 Fm2r 时，物体逐渐远离圆心；(4)当 Fm2r 时，物体逐渐靠近圆心5离心现象的应用和防止：(1)利用：在实际生活中，利用离
8、心现象工作的机械叫离心机械，常见的有离心分离器、洗衣机的脱水筒等(2)离心现象有时也是有害的，应设法防止，如：汽车在转弯时(尤其在下雨天)冲出车道而发生事故，应在转弯处安装限速警示牌砂轮或飞轮在工作中高速转动时容易飞出碎片而伤人，因此在轮的外侧加一个保护罩【例3】下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时发生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，它将做曲线运动解析：做匀速圆周运动的物体，当向
9、心力消失或合力不足以提供所需向心力时，物体将做离心运动，A 错误；做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，根据牛顿第一定律，它将沿切线方向做匀速直线运动，B、D 错误，C 正确答案：C【触类旁通】3(双选)下列属于离心现象的是()A投篮球CDB投掷标枪C用洗衣机脱去湿衣服中的水D旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴4一个做匀速圆周运动的物体，当它所受到的合力变小时()A将沿切线方向飞出做匀速直线运动B将做靠近圆心的曲线运动CC将做远离圆心的曲线运动D将做平抛运动解析：当合力不足以提供做圆周运动所需的向心力时，物体将做离心运动竖直平面内圆周运动的类型1如图 5712 甲、乙所示是没有物体支撑的
10、小球，在竖直平面内做圆周运动过最高点时的情形图 5712(1)临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用【例4】一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图 5713 所示水的质量为m0.5 kg，水的重心到转轴的距离为 l50 cm.(取 g10 m/s2，不计空气阻力)(1)若在最高点时水不流出来，求水桶的最小速率；(2)若在最高点时水桶的速率为 v3 m/s，求水对桶底的压力图 5713【触类旁通】5如图5714 所示，一轻杆长为10 cm，一端固定在 O点，另一端固定着一质量为 m1 kg 的小球，以 O 点为圆心，使小球在竖直平面内做圆周运动(小球可看做质点，取g10 m/s2)试求：(1)若小球通过最高点 A 时，杆对小球的作用力为零，则小球在最高点处的速度大小为多少？图 5714(2)当小球通过最高点 A 的速度为 2 m/s 时，杆对小球的作用力大小为多少？是拉力还是支持力？
