向心力向心加速度當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，
一、火車(chē)轉(zhuǎn)彎二、汽車(chē)過(guò)拱形橋三、航天器中的失重現(xiàn)象*四、離心運(yùn)動(dòng)
問(wèn)題：一臺(tái)質(zhì)量m = 60 t的機(jī)車(chē)，以v = 10 m/s的速度勻速通過(guò)一段半徑R = 100 m的彎道。如果兩條軌道的高度相同，輪緣受到的水平壓力為多大？如果要使輪緣不受側(cè)向壓力，應(yīng)該如何設(shè)計(jì)軌道？
分析：如果兩軌的高度相同，火車(chē)轉(zhuǎn)彎所需的向心力由外軌對(duì)輪緣的壓力提供。在這樣大的力的作用下，鐵軌和車(chē)輪極易受損。問(wèn)題：如何設(shè)計(jì)軌道，才能使輪緣不受側(cè)向壓力？
分析：重力與支持力的合力F充當(dāng)向心力。
速度較大時(shí)，擠壓外軌；速度較小時(shí)，擠壓內(nèi)軌。
問(wèn)題：汽車(chē)過(guò)拱形橋時(shí)的運(yùn)動(dòng)也可以看作圓周運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量為m的汽車(chē)在拱形橋上以速度v前進(jìn)，設(shè)橋面的圓弧半徑為r，求汽車(chē)通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力大小。
分析：在最高點(diǎn)，重力與支持力的合力充當(dāng)向心力。根據(jù)牛頓第三定律，汽車(chē)對(duì)橋的壓力
在最高點(diǎn)，汽車(chē)對(duì)橋的壓力
討論：速度越大，壓力越小。
分析：在凹形路面的最低點(diǎn)，重力與支持力的合力充當(dāng)向心力。根據(jù)牛頓第三定律，汽車(chē)對(duì)橋的壓力
分析：在最高點(diǎn)，重力和壓力的合力充當(dāng)向心力。解得
討論：速度越小，壓力越小。 當(dāng) 時(shí)， 。 能通過(guò)最高點(diǎn)條件： 。
三、航天器中的失重現(xiàn)象
分析：重力與支持力的合力充當(dāng)向心力。當(dāng) 時(shí)， ，航天員處于完全失重狀態(tài)。
問(wèn)題：設(shè)汽車(chē)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速為v，水平彎道的半徑為R，車(chē)輪與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。假定最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等。為了不讓汽車(chē)做離心運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)彎時(shí)的車(chē)速不能超過(guò)多少？
分析：由于靜摩擦力 充當(dāng)向心力，最大靜摩擦力 靜摩擦力不能超過(guò)最大靜摩擦力解得
問(wèn)題：質(zhì)量為25 kg 的小孩坐在秋千上，小孩離系繩子的橫梁2.5 m。秋千擺到最低點(diǎn)時(shí)，如果小孩運(yùn)動(dòng)速度的大小是5 m/s，他對(duì)秋千的壓力是多大？g取10m/s2。
分析：重力和支持力的合力充當(dāng)向心力。根據(jù)牛頓第三定律，小孩對(duì)秋千的壓力

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高中物理人教版 (2019)必修 第二冊(cè)電子課本

4 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 必修 第二冊(cè)

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