第3节 离心现象
物理观念 1.会分析汽车、火车转弯时的向心力来源。 核心素养 2.会分析汽车过凸形桥和凹形桥时的向心力来源。 3.理解轻绳模型和轻杆模型的相同点和不同点。 4.知道什么是离心运动和离心运动产生的条件。 竖直面内圆周运动的临界条件。 通过分析火车转离心运动产弯问题了解火车生的条件。 转弯的速度与安全的关系。 科学探究 科学思维 科学态度与责任
知识点一 车辆转弯时所需的向心力
[观图助学]
观察上图，火车转弯处的轨道和自行车赛转弯处的赛道有什么共同特点，为什么要这样设计？ 1.汽车在水平路面转弯
??向心力方程：F＝mvr。汽车?
Fr?最大速度：v＝，受最大静摩擦力的制约。?m
2max
向心力来源：受到的静摩擦力提供。
2.汽车、火车在内低外高的路面上转弯
向心力来源：重力和支持力的合力提供。?汽车?v2
?向心力方程：mgtan θ＝mr。火车
??临界速度：v＝grtan θ，取决于转弯半径和倾角。[思考判断]
(1)汽车在水平路面上正常转弯时所需要的向心力是滑动摩擦力提供的。(×) (2)铁路的轨道，内、外轨道都是一样高。(×)
(3)火车转弯时，如果速度合适，则不会对轨道产生侧向的压力。(√)
火车转弯处的轨道和自行车转弯处的赛道都要外侧高、内侧略低，这样设计的目的是为了防止车速过快而导致发生侧滑现象。
雪天，路面与汽车的最大摩擦力变小，汽车转弯时更容易发生侧滑。
火车转弯时，火车所受合外力沿水平方向指向圆心，而不是沿轨道斜面向下。
知识点二 竖直面内的圆周运动
[观图助学]
观察上图，过山车在最高点时和汽车过拱桥时，都是什么力提供向心力？ 1.汽车过拱形桥
分类 分析 汽车过凸形桥 汽车过凹形桥 向心力 支持力与重力的合力提供向心力 方程 v2mg－N＝mr v2N′＝mg－mr 压力小于重力，当v＝gr时N＝0 2.过山车(在最高点和最低点)
(1)向心力来源：受力如图所示，重力和支持力的合力提供向心力。 (2)向心力方程
支持力与重力的合力提供向心力 v2N－mg＝mr v2N′＝mg＋mr 压力大于重力 压力
2024-2024学年新教材鲁科版必修第二册 第3章 第3节 离心现象 学案
