2018-2019学年高中物理山东省专用必修二讲义:第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动 Word版含答案
2018-2019学年高中物理山东省专用必修二讲义:第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动 Word版含答案第3页

  2.合作探究--议一议

  (1)地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面半径等于地球半径,试讨论:地面上有一辆汽车在行驶,地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?

  提示:根据汽车过凸形桥的原理,地球对它的支持力FN=mg-m,随v的增大,FN减小,所以驾驶员有失重的感觉。

  

  (2)雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示),你能说出其中的原因吗?

  

  提示:旋转雨伞时,水滴也随着运动起来,但伞面上的水滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,水滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出。

  

  

火车转弯问题   

  

  1.火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。

  

  2.圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。

  3.向心力的来源分析:火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtan θ。

  

4.规定速度分析:若火车转弯时只受重力和支持力作用,不受轨道压力,则mgtan θ