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物理圆周运动周期公式是什么？物理天体运动公式总结表( 五 )

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4.火车转弯
（1）火车转弯时的特点：火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度，需要向心力 。
（2）向心力的来源
①如果转弯处内外轨一样高，则由外轨道对轮缘的弹力提供向心力，这样，铁轨和车轮极易受损 。
②如果转弯处外轨略高于内轨，此时铁轨对火车的支持力不再是竖直的，而是斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压 。适当设计内外轨的高度差，火车以规定的速度行驶时，转弯时所需的向心力几乎完全由重力与支持力的合力来提供 。
二、航天器中的失重现象
航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时，航天员只受地球引力，引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力F=mv2/R,所以处于失重状态 。
航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v，轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg 。
求：座舱对航天员的支持力为多少？
mg－FN＝mv2/r，得FN＝mg－mv2/r
当时V=
，座舱对航天员的支持力FN＝0，航天员处于完全失重 。
正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动 。
三、竖直面内的圆周运动
1.汽车过拱形桥
质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力 。
【物理圆周运动周期公式是什么？物理天体运动公式总结表】汽车在竖直方向受到重力G和桥的支持力FN，它们的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F 。鉴于向心加速度的方向是竖直向下的，故合力为F=G-FN
当汽车通过桥的最高点时，根据牛顿第二定律F=ma，有F=mv2/r
所以G-FN=mv2/r
由此解出桥对车的支持力FN=G-mv2/r
汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小 。
2.轻绳模型
轻绳只能提供拉力，在最高点时，物体所受重力和绳的拉力的合力提供向心力，G+F=mv2/r
恰好过最高点条件：F=0，此时G=mv2/r
3.轻杆模型
轻杆既能提供拉力，又能提供支持力，在最高点时，物体所受重力和杆的拉力或支持力的合力提供向心力，G+F=mv2/r 。
V>
时，轻杆提供拉力；V<
时，轻杆提供支持力；V=
时，轻杆恰好无作用力 。
【知识点6】 离心运动和向心运动
1．离心运动的本质：由于物体具有惯性，物体做圆周运动时总有沿切线方向飞出的趋势 。
2．离心运动的受力特点：物体做离心运动并非受到离心力作用，而是外力不能提供足够的向心力 。
3．合外力与向心力的大小关系对圆周运动的影响(如图所示)：
(1)若F合＝mrω2或F合＝mv2/r，物体做匀速圆周运动，即“提供”满足“需要” 。
(2)若F合＞mrω2或F合＞mv2/r，物体做半径变小的近心运动，即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要” 。
(3)若F合＜mrω2或F合＜mv2/r，则外力不足以将物体拉回到原轨道上，而做离心运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足” 。
(4)若F合＝0，则物体沿切线方向做直线运动 。
特别提醒：
(1)离心运动不是物体沿半径方向飞出，而是物体沿切线或沿圆与切线之间的某一曲线运动 。
(2)离心运动的本质是惯性，而不是物体受到了“离心力”的作用 。
4.离心现象的应用、危害与防止
(1)应用：离心干燥器、离心分离器、脱水桶、投掷链球 。
(2)危害与防止：车辆转弯时易出现交通事故，拐弯时应减小速度 。

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