7生活中的圆周运动

则下列说法中正确的是（AC ）
A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持 力的协力提供向心力 B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持 力和外轨对轮缘弹力的协力提供向心力 C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨
2.(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)公路急转弯处通常是 交通事故多发地带。如图,某公路急转弯处是一圆弧,当 汽车行驶的速率为v0时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑
v2
G FN m r
G
FN
v2
FN G m r
G
FN
FN = G
G
小 结：
最高点
最低点
汽车对桥面的压力 超重失重状态
N G m v2 G r
N G m v2 G r
课堂练习
1、质量 m=100t的火车在轨道上行驶,火车内
外轨连线与水平面夹角为370 ，弯道半径
R=30m。 (1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压
G
火车行驶速率v<v临界
注意 从这个例子我们进一步知道 ：
1、火车转弯时向心力是水平的．
2、向心力是按效果命名的力， 如果认为做匀速圆周运动的物 体除了受到其他力的作用，还 要再受到一个向心力，那就不 对了。
1、火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半 径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，
实例 二、拱形桥
思考：
公路上的拱 形桥是常见的， 汽车过桥时， 也可以看做圆 周运动。那么 是什么力提供 汽车的向心力 呢？
1、汽车过凸形桥
质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱
桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多 大?

v
2
得
r
FN = mg − m
v2 r
座舱对他的支持力F 当 v = gr 时,座舱对他的支持力 N=0,航 座舱对他的支持力 航 天员处于完全失重状态 其实对于任何一个按惯性飞行（只受重力作用） 其实对于任何一个按惯性飞行（只受重力作用） 的飞行器或容器， 的飞行器或容器，其中的所有物体都处于完全 失重状态。 失重状态。
ν
（2）离心运动的防止： ）离心运动的防止：
①在水平公路上行驶的汽车转弯时 在水平公路上行驶的汽车， 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， 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 大于最大静摩擦力f 所需向心力 大于最大静摩擦力 max， 汽车将做离心运动而造成交通事故。 汽车将做离心运动而造成交通事故。 υ2 因此，在公路弯道处， 因此，在公路弯道处，车辆行驶不允 f max < m r 许超过规定的速度。 许超过规定的速度。
四、离心现象 １、观察与思考 观察实验现象回答下列问题: 观察实验现象回答下列问题 （1）木块为什么会离开转盘？ ）木块为什么会离开转盘？ （2）什么叫做离心运动？ ）什么叫做离心运动？ 做匀速圆周运动的物体，在一定条件下， 做匀速圆周运动的物体，在一定条件下，做逐渐 远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。 远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。 原因： 原因：物所需的向心力 m
②链球运动
在田径比赛中， 在田径比赛中，链球项目就是得用离 心现象来实现投掷的。 心现象来实现投掷的。链球的投掷是 通过预摆和旋转来完成的， 通过预摆和旋转来完成的，运动员手 持链球链条的一端， 持链球链条的一端，在链球高速旋转 突然松手，拉力消失， 时，突然松手，拉力消失，链就沿切 线方向飞出去。 线方向飞出去。

1、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提 供水平方向的向心力？
FN
G F弹
外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。
1)、若内外轨道一样高时
FN
F
G
a：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。 b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。 c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量 很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。
水在最高点受力情况如何？水恰 不流出的条件是什么？
O
用向心力求解有关问题时的解题步骤
（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内作圆 周运动，找到圆心和半径。 （2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进 行具体的受力分析，分析那些力提供了向心力。 （3）根据牛顿第二定律以及向心力公式列方程。
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
2) 当外轨略高于内轨时
火车的向心力来源
由G和FN的合力提供
垂直轨道面的支持力 FN

h
FN
F合
F合=F向=mgtanθ
竖直向下的重力 G
G
如图所示 知 h , L,转弯半径R,车轮对内外轨都无 压力,质量为m的火车运行的速率应该多大?
m v2 F合 = F向= mg tanθ = mgh/L = R v = gR h
4) 、火车车轮有轮缘 , 若火车速度与设计速度不
同,两侧铁轨受到的挤压力的情况各是怎样的？
火车速度过大：
火车速度过小：
例题：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 （提示：转弯半径是水平的） ( C) A
grsin
B
gr cos

生活中的圆周运动在我们日常生活中，圆周运动是一种十分常见的现象。

无论是自然界中的现象，还是人类生活中的各种事物，都可以看到圆周运动的影子。

让我们来深入探讨一下生活中的圆周运动。

自然界中的圆周运动星星的轨道夜空中闪烁的星星并不是静止不动的，它们在天空中运动着。

这种运动有一个共同的规律，即围绕某个中心点做圆周运动。

例如，地球围绕太阳做公转，同时也自转，形成了一个巨大的圆周运动系统。

而地球上的月球则围绕地球做圆周运动，形成了月相的变化。

海洋的涡流海洋中也存在着各种形式的圆周运动。

海洋中的涡流就是其中之一。

涡流是由水流速度和方向的不同造成的，它们像是在海洋中画着一个个巨大的圆周轨迹，影响着海洋中的水文环境。

人类生活中的圆周运动车轮的旋转我们乘坐的各种交通工具中，车轮的旋转就是一种典型的圆周运动。

汽车、自行车、火车等交通工具的前进，都是依靠车轮围绕中心点做圆周运动产生的。

这种圆周运动使得交通工具能够稳定地前进。

摆动物体人类生活中还有很多摆动的物体，比如钟表的指针、吊坠、摇摆玩具等。

这些物体的运动往往也是圆周的。

它们依靠重力或者弹簧力等力的作用，围绕固定的轴心做圆周运动。

其他领域中的圆周运动除了自然界和人类生活中，圆周运动在其他领域也有广泛的应用。

比如天文学中的行星运动、机械工程中的机械零件旋转等，都是圆周运动的典型例子。

总的来说，生活中的圆周运动无处不在，它是自然规律的一种体现，也是人类活动的重要组成部分。

通过深入理解圆周运动的原理和规律，我们可以更好地认识和利用这一现象，为生活带来更多的便利和美好。

愿我们在生活中，能够更多地感受到圆周运动带来的神奇和奇妙！。