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课件网) [学习目标] 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题。 2.了解航天器中的失重现象及其原因。 3.知道离心运动产生的原因，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。 1.火车在弯道上的运动特点：火车转弯时实际是在做_____，因而具有____加速度。 圆周运动 向心 重力 支持力 mg tan θ 静摩擦力 增大 外高内低 [思考探究] 火车轨道和火车轮缘以及火车转弯的示意图如图甲、乙所示。 (1)如果铁路弯道的内、外轨一样高，火车在转弯时的向心力由什么力提供？会导致怎样的后果？ (2)实际上在铁路的弯道处外轨略高于内轨，如图丙所示。试从向心力的来源角度分析为什么要这样设计？ [提示] (1)如果铁路弯道的内、外轨一样高，火车在竖直方向所受重力与支持力平衡，其向心力由外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，对轮缘产生的弹力来提供；由于火车的质量太大，轮缘与外轨间的相互作用力太大，使轨道和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。 (2)如果弯道处外轨略高于内轨，火车在转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供一部分向心力，从而减轻轮缘与外轨的挤压。 [例1] (2025·广东中山高一期末)为了使赛车快速安全通过弯道，有些赛车道转弯处通常设计成赛道表面外侧高，内侧低。某赛道急转弯处是一圆弧，赛道表面倾角为θ，如图所示，当赛车行驶的速率为v时，恰好没有向赛道内、外两侧滑动的趋势。则在该弯道处( ) D A.赛车受到重力、支持力和向心力 B.赛车所需的向心力等于其所受地面的支持力 C.车速高于v，车辆便会向弯道外侧滑动 D.若弯道半径不变，设计的θ角变小，则v的值变小 [例2] 在修筑铁路时，为了消除轮缘与铁轨间的挤压，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，设计适当的倾斜轨道，即两个轨道存在一定的高度差。火车轨道在某转弯处其轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处规定行驶的速度为v，下列说法正确的是( ) D mg－FN 小于 mg－FN 大于 完全失重 [易错辨析] (1)汽车在拱形桥上行驶，速度较小时，对桥面的压力大于车的重力。( ) (2)汽车在水平路面上加速行驶时对水平路面的压力大于车的重力。( ) (3)汽车过凹形桥底部时，对桥面的压力大于车的重力。( ) (4)航天器中的物体处于完全失重状态，所受的合力为零。( ) × × √ × [例3] 如图所示，一辆质量为m的汽车先过一段凹形桥，再过一段拱形桥，M、N分别为桥的最低点和最高点，且汽车通过M、N两点时的速度均不为0。汽车在通过两种桥面的过程中均未脱离桥面，下列说法正确的是( ) D A.汽车通过M点时处于失重状态 B.汽车通过M点时的加速度可能为0 C.汽车通过N点时，无论速度多大，对桥面始终有压力 D.汽车通过N点时对桥面的压力一定比通过M点时对桥面的压力小 [例4] 如图所示，在轨运行的空间站内航天员将小球用不可伸长的细线系住，细线另一端系在固定支架上O点处，进行如下两次操作，第一次操作：将细线拉直并偏离竖直方向一个小角度后由静止释放小球；第二次操作：竖直向下拉直细线并给小球一个垂直细线的速度。则( ) A.第一次操作中，小球绕O点做往复运动 B.第一次操作中，小球朝向O点做直线运动 C.第二次操作中，小球绕O点做匀速圆周运动 D.第二次操作中，小球相对O点做匀速圆周曲线运动 C 解析 在轨运行的空间站内所有物体都处于完全失重状态，故第一次操作中小球保持静止，A、B错误；第二次操作中小球因受绳的拉力而做圆周运动，C正确，D错误。 1.定义：做圆周运动的物体沿切线方向飞出或_____圆心的运动。 2.原因：向心力突然____或合力____以提供所 ... ...
