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文档简介

第八节生活中的圆周运动1.铁路的弯道火车转弯时,实际上是在做

运动?匀速圆周运动思考:

水平轨道受那些力?什么力提供向心力?F

火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。

火车转弯时,外轨对轮缘的弹力提供向心力。思考与讨论:水平轨道的缺陷,如何改进?FF

两轨高度相同时,由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,铁轨和车轮极易受损。外轨高于内轨时,支持力与重力的合力提供一局部向心力,这样就减轻了轮缘对外轨的挤压。Fmg例:轨道倾角为θ,假设火车转弯时只受重力和支持力,不受轨道压力,转弯半径r,那么质量为m的火车转弯的速率应该多大?当火车行驶速度v=v0时,内外轨道对轮缘无压力2.拱型桥

公路上的拱形桥是常见的,汽车在过桥时的运动也可以看做圆周运动。为什么要将桥设计成这样的拱形呢?

质量为m的汽车在凸形桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为r,我们来分析汽车过桥的最高点时对桥的压力。GFN

对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力。两个力的合力提供向心力,且向心力方向向下。

即:

压力F压与支持力FN是一对作用力与反作用力,大小相等。故:

汽车通过凸形桥最高点时,压力F压小于汽车重力G。

试分析,当汽车的速度不断增大时,会发生什么现象?一定范围内,速度越大,对桥面的压力越小。

思考与讨论:

见过这样的凹形桥吗?汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力比重力大些还是小些?GFN

汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力大于汽车的重力。汽车过凹形桥最低点的受力分析3.稳固练习

说一说:山区道路弯道过多,能否大面积提速?假设要减少水平弯道事故,你怎样设计弯道中的路面?

应设计路面外高内低不能,速度过大。摩擦力缺乏够提供向心力,容易发生交通事故。练一练:一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=80m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:〔1〕假设桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?〔2〕假设桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?〔3〕汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?30000N17500N4.课堂小结

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