(共26张PPT)
生活中的圆周运动
生活中常见的圆周运动，以及它们的受力分析。
O
mg
FN
Ff
生活中常见的圆周运动，以及它们的受力分析。
O
mg
FN
机械运动是宇宙中最普遍的的现象，从运动的轨迹上讲有直线运动，有曲线运动，这其中圆周运动更能体现出运动中的美学特色。
一、铁路的弯道
向左转
火车转弯（内外轨道等高）
外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力
根据牛顿第二定律F=m 可知
R
V2
火车质量很大
外轨对轮缘的弹力很大
外轨和外轮之间的磨损大，铁轨容易受到损坏。
（1）火车转弯处内外轨无高度差
一、铁路的弯道
（2 ）转弯处外轨高于内轨
一、铁路的弯道
α
N
G
F
α
例：火车以半径R=300m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。铁轨与轮之间的动摩擦因数μ=0.25。
O
mg
FN
Ff
设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供
代入数据可得：Ff=2.4×106N
但轨道提供的静摩擦力最大值：
Ff静m=μmg=1.96×106N
R
v2
m
Ff
=
一、铁路的弯道
请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？
一、铁路的弯道
实际火车与轨道设计中，利用轮缘可增加小部分的向心力；
垫高外轨可增加较多的向心力。
二、拱形桥
V
R
O
G
FN
F向=G FN=m
R
V2
FN= G m
R
V2
（ 1 ）汽车对桥的压力FN = FN
（２）汽车的速度越大
汽车对桥的压力越小
由上式和牛顿第三定律可知
根据牛顿第二定律
（３）当汽车的速度增大到V= 时，压力为零。
gR
质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压力越大还是越小？
二、拱形桥
V
R
O
F向=F1 G =m
R
V2
F1 =m +Ｇ
R
V2
由上式和牛顿第三定律可知
（1）汽车对桥的压力F1 = F1
（2）汽车的速度越大
汽车对桥的压力越大
解：根据牛顿第二定律
G
F1
比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。
G
FN
G
FN’
失重
超重
a
a
二、拱形桥
mg
R
v2
m
mg
FN
<
-
=
mg
R
v2
m
mg
FN
>
+
=
'
三、航天器中的失重现象
航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时，航天只受地球引力，引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力F=mv2/R，所以处于失重状态。
三、航天器中的失重现象
Mg= mv2/R
由此可以得出v=(Rg)1/2
四、离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
物体作离心运动的条件：
0
Mrω２
F合
F合
<
=
或
离心干燥器的金属网笼
利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置。
四、离心运动
离心干燥器的金属网笼
o
F2
F
ν
解释：当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。
四、离心运动
“棉花”糖的制作
四、离心运动
内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
制作“棉花”糖的原理
四、离心运动
1. 在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( )
A、减轻火车轮子挤压外轨
B、减轻火车轮子挤压内轨
C、使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力
D、限制火车向外脱轨
２. 以下属于离心现象应用的是（ ）
A、水平抛出去的物体，做平抛运动
B、链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开
C、离心干燥器使衣物干燥
D、锤头松了，将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢
3.一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A、汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力
B、汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力
C、汽车的牵引力不发生变化
D、汽车的牵引力逐渐变小
４.下列说法正确的是 ( )
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
５. 如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是
离心运动的防止
1.在水平公路上行驶的汽车转弯时
υ
F < m
υ
r
2
F
汽车
在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。
离心运动的防止
