3.3离心现象课件-高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptx

圆周运动第3章鲁科2019高中物理必修二第三节离心现象

高速公路转弯处的路面设计成外高内低

铁路转弯处的钢轨设计成外高内低

目录02竖直平面内的圆周运动分析03生活中的离心运动01车辆转弯时所需的向心力

车辆转弯时的向心力1

OmgNf汽车在水平路面上转弯转弯时有向外侧滑的趋势，地面会对汽车产生指向内侧的静摩擦力。汽车水平面转弯时的向心力：汽车侧向所受的静摩擦力

当车转弯的半径r一定时,速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大。OmgNf汽车在水平路面上转弯分析即：所需向心力≤最大静摩擦力，车转弯时做匀速圆周运动。若：即：与地面的最大静摩擦力，不足于提供车转弯时时做匀速圆周运动，车侧滑。若：

1、水平公路上行驶的汽车，质量为m，转弯半径为50m，车轮与路面间的最大静摩擦力为0.8mg，则转弯时汽车允许的最大行驶速度？（g取10m/s2)由：得：

为了给汽车提供转弯时所需的向心力，高速公路的弯道通常都设计成外高内低。汽车在水平路面上转弯

2、质量为m的汽车在路基宽为L，外侧比内侧高h的路面转弯时，转弯半径为r，要使车轮与路面的横向摩擦力为0，则车速应多大？Lhr

火车在轨道上转弯铁路转弯处的钢轨设计成外高内低，火车转弯时，依靠重力与支持力的合力获得向心力。在转弯处外轨略高于内轨

θFNGOF合θ火车在轨道上转弯火车通过弯道时必须限速，限定速度的大小取决于弯道半径和倾角。

2、若1、若：GNθ轮缘受到外轨向内的挤压力，外轨易损坏。GNθFF轮缘受到内轨向外的挤压力，内轨易损坏。火车在轨道上转弯火车通过弯道时必须限速，限定速度的大小取决于弯道半径和倾角。离心近心

3、火车以半径R=900m转弯，火车质量为m=8×105kg，速度为v=30m/s，火车轨距L=1.4m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？(θ较小时tanθ=sinθ）NmgFθh解：依题意得，重力与支持力的合力为向心力。又解得：

飞机飞行时转弯飞机转弯时所需的向心力由重力和空气对它的作用力的合力提供。FGF向

竖直平面内的圆周运动2

经过凸形路面和凹形路面时汽车不宜高速行驶。竖直平面内的圆周运动

小车过凹凸桥实验让小车分别经过凹面、水平面、凸面，观察台称的读数变化。现象：小车经过凹面、水平面、凸面时，台称的读数：结论：小车经过凹面时出现超重现象；小车经过凸面时出现失重现象。

1.求汽车以速度v过半径为r的拱桥最高点时对拱桥的压力？解:G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越小。当时汽车对桥的压力为零。（临界速度）NG汽车脱离桥面，做平抛运动。mN＜G，失重状态NN竖直平面内的圆周运动

2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？NG解:G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：mNG,超重状态竖直平面内的圆周运动可见汽车的速度越大对路面的压力越大。车胎承受压力也越大。过凹形路面，车速过快易爆胎。

竖直平面内的圆周运动

竖直平面内的圆周运动过山车为什么在圆周最高点也不会掉下来?

竖直平面内的圆周运动Nmgv最高点时：若N=0：r恰好过最高点若：N0,车对轨道挤压。若：N0,车近心运动。内轨与绳模型

如图所示，一人在进行杂技表演，表演者手到碗的距离为l，且手与碗在同一竖直平面内，绳子能够承受的最大拉力是碗和碗内水重力的8倍。已知重力加速度为g，要使绳子不断，表演获得成功，求：（1）碗通过最高点时速度的最小值；（2）碗通过最低点时速度的最大值。

竖直平面内的圆周运动杆与双轨模型v体现为拉力时：体现为支持力时：TmgN恰好无作用时：当N=mg时，v=0，即：到达最高点时，速度可为0

生活中的离心运动3

离心运动OmgNf速度过大时：车侧向甩出顺利转弯：离心运动

人造“墨水旋风”离心运动用光滑的白色厚纸做成圆板，将铁钉插在圆板中心，做成陀螺。然后，在圆板上滴几滴墨水。在墨水未干之前，轻轻旋转陀螺。现象：当陀螺停止旋转时，墨水痕迹会变成旋风状。解释：圆板与墨水之间存在着相互作用力，这种力使得墨水在白纸上不会轻易流动。随着圆板旋转加快，圆板与墨水之间的相互作用力不足以提供墨水做圆周运动所需要的向心力，墨水就会离圆心越来越远。

1、定义：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时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动.离心运动

OF合=mω2r，F合＜mω2r，F合=