第三章

圓周運動第3節離心現象思考：為什么在拐彎處容易發生事故？應該如何避免這種事件的發生？1.學會通過車輛轉彎問題及凹、凸橋和過山車問題分析水平面內和豎直面內的圓周運動。2.知道什么是離心運動,學會通過實例分析離心運動。3.學會運用圓周運動知識分析生活中的實際問題。汽車在水平地面上轉彎時是什么力提供向心力的呢?OmgNf一、車輛轉彎時所需的向心力1.汽車在水平路面轉彎汽車在水平路面上轉彎所需要的向心力來源:當汽車轉彎的半徑一定時,汽車的速度v越大,所需的向心力也越大,靜摩擦力也越大，汽車做圓周運動。供＝需勻速圓周運動供<需側滑當所需要的向心力大于所提供的向心力（即最大靜摩擦力）時，汽車將發生側滑現象。OmgNf

2.火車轉彎（1）內外軌道一樣高時轉彎外軌內軌輪緣此時所需的向心力由什么提供？OFGFN由外側軌道對車輪輪緣的擠壓力F提供向心力思考：靠這種辦法得到的向心力缺點是什么？如何解決這一實際問題？火車轉彎所需的向心力的方向是在水平方向上還是在與斜面平行的方向上？（2）外軌高內軌低時轉彎在轉彎處外軌略高于內軌θFNGOF合θ

軌道對輪緣無擠壓，此時火車的速度為多大？若火車的速度大于或小于這個值時，軌道對輪緣有擠壓嗎？GFNθ輪緣受到外軌向內的彈力，外軌易損壞。GFNθFF輪緣受到內軌向外的彈力，內軌易損壞。

鐵路彎道處超速是火車脫軌和翻車的主要原因

GFNhθθRh、R越大，火車轉彎越安全此時輪緣與鐵軌無彈力作用L

θ很小時，sinθ≈tanθ此為火車轉彎時的安全速度3.飛機轉彎重力和空氣對它的作用力的合力提供向心力類似于火車轉彎思考：為什么橋的外形都是凸起的而沒有凹陷的？這樣的設計跟向心力又有怎么樣的關系呢？二、豎直平面內的圓周運動分析當時汽車對橋的壓力為零。（臨界速度）

可見汽車的速度越大對橋的壓力越小。

汽車脫離橋面，做平拋運動。

N＜mg，失重狀態

可見汽車的速度v越大，對橋的壓力越大。

超重狀態

mgNv

思考:過山車為什么在最高點也不會掉下來?

（1）輕繩、單軌模型在最高點向心力全部由重力提供時，達到最小速度。通過最高點的最小速度無支撐物（2）輕桿、圓管模型通過最高點的最小速度有支撐物由于有支持力的作用，通過最高點的最小速度可為0向心力的“供求”關系——所需向心力與提供向心力；思考：如果所需向心力與提供向心力大小不相等時物體將如何運動？F合=mω2r，O物體做勻速圓周運動供=需三、生活中的離心運動OF合=mω2r，F合＜mω2r，F

合=0，1.定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力時，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動.2.條件：0≤F合＜mω2r供<需物體沿切線方向飛出遠離圓心物體做勻速圓周運動物體做逐漸遠離圓心的運動離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干3、離心現象的應用：4、離心運動的防止OF靜v

高速轉動的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉速。轉速過高時，砂輪、飛輪內部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運動會使它們破裂，釀成事故.OFv1.如圖所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運動,若小球到達P點時F突然發生變化,下列關于小球運動的說法正確的是(

)A.F突然消失,小球將沿軌跡Pa做離心運動B.F突然變小,小球將沿軌跡Pa做離心運動C.F突然變大,小球將沿軌跡Pb做離心運動D.F突然變小,小球將沿軌跡Pc逐漸靠近圓心A2.一輛運輸西瓜的小汽車(可視為質點),以大小為v的速度經過一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高點,其中一個質量為m的西瓜A(位置如圖所示)受到周圍的西瓜對它的作用力的大小為(

)C3.如圖所示,高速公路轉彎處彎道圓半徑R=250m,汽車輪胎與路面間的動摩擦因數μ=0.25。若路面是水平的,問汽車