《必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题(中等).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题(中等).ppt（4页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、必修必修2 2 第五章第五章 第七节第七节 汽车、火车转弯问题（中等）汽车、火车转弯问题（中等）物理教研组课程资源（孙波提供）物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动（1）汽车转弯模型）汽车转弯模型 NGf安全速率与安全速率与m无关！无关！受力分析如图，重力受力分析如图，重力G和支持力和支持力N抵消，静摩擦力抵消，静摩擦力f提供向心力提供向心力即即而而 最大静摩擦力最大静摩擦力应满足应满足（安全速率）（安全速率）必修必修2 2 第五章第五章 第七节第七节 汽车、火车转弯问题（中等）汽车、火车转弯问题（中等）物理教研组课程资源（孙波提供）物理教研组课程资源
2、（孙波提供）2013.08（2）火车转弯模型）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当设计为外轨高，内轨低时，向心力可以恰好完全由重力重力G和支持力和支持力N的合力来提供，对内外轨不产生任的合力来提供，对内外轨不产生任何挤压。何挤压。若若vvm:合外力小于向心力，合外力小于向心力，外外侧轨道受到挤压，产生指向圆心的支持力，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提供部分需要的向心力若若vvm:合外力大于向心力，合外力大于向心力，内内侧轨道受到挤压，产生向外的支持力，抵侧轨道受到挤压，产生向外的支持力，抵消多余的合外力消多余的合外力G GN NF F火车位于
3、水平铁轨上，所需向心力完全由外轨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。产生的支持力提供，会对外轨造成较大挤压。列公式求得列公式求得转弯临界速率为转弯临界速率为当当v=vm 时时:合外力等于向心力，对合外力等于向心力，对内外内外轨都不产生挤压轨都不产生挤压必修必修2 2 第五章第五章 第七节第七节 汽车、火车转弯问题（中等）汽车、火车转弯问题（中等）物理教研组课程资源（孙波提供）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倾角为，如图所示，
4、弯道处的轨道圆弧半径为，如图所示，弯道处的轨道圆弧半径为R，若质量为，若质量为m的火的火车转弯时的速度小于车转弯时的速度小于 ,则则（）A内轨对内侧车轮轮缘有挤压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这时铁轨对火车的支持力大于 必修必修2 2 第五章第五章 第七节第七节 汽车、火车转弯问题（中等）汽车、火车转弯问题（中等）物理教研组课程资源（孙波提供）物理教研组课程资源（孙波提供）2013.08解析：解析：火车以某一速度火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力
5、作用，其所受的重力和支持力的合力提供通过某弯道时，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向心力由图可以得出由图可以得出F合合=mgtan（为轨道平面与水平面的夹角）为轨道平面与水平面的夹角）合力等于向心力，故合力等于向心力，故当速度小于当速度小于 ，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火车有斜向上的弹力。则铁轨对火车的支持力小于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，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然后根据离心运动和向心运动的条件进行分析