汽车、火车转弯问题(中等).ppt

必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等）,物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08,水平面内的圆周运动,（1）汽车转弯模型,N,安全速率与m无关！,受力分析如图，重力G和支持力N抵消，静摩擦力f提供向心力,即,而 最大静摩擦力,应满足,（安全速率）,必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等）,物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08,（2）火车转弯模型,当设计为外轨高，内轨低时，向心力可以恰好完全由重力G和支持力N的合力来提供，对内外轨不产生任何挤压。,若vvm:合外力小于向心力，外侧轨道受到挤压，产生指向圆心的支持力，提供部分需要的向心力,若vvm:合外力大于向心力，内侧轨道受到挤压，产生向外的支持力，抵消多余的合外力,火车位于水平铁轨上，所需向心力完全由外轨产生的支持力提供，会对外轨造成较大挤压。,列公式求得,转弯临界速率为,当v=vm 时:合外力等于向心力，对内外轨都不产生挤压,必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等）,物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08,铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的己知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的轨道圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时的速度小于,则（）,A内轨对内侧车轮轮缘有挤压,B外轨对外侧车轮轮缘有挤压,C这时铁轨对火车的支持力等于,D这时铁轨对火车的支持力大于,必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等）,物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08,解析：,火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力,由图可以得出F合=mgtan（为轨道平面与水平面的夹角）,合力等于向心力，故,当速度小于，重力和支持力的合力大于向心力，对内轨道有挤压内轨道对火车有斜向上的弹力。,则铁轨对火车的支持力小于,故A正确，B、C、D错误,本题关键抓住火车所受重力和支持力的合力恰好提供向心力的临界情况，计算出临界速度，然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析,