《火车转弯问题.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《火车转弯问题.pptx（23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、火车、汽车转弯问题火车、汽车转弯问题火车转弯汽车转弯第1页/共23页实例研究实例研究1 1火车转弯火车转弯1、火车转弯处的轨道不是“内外轨道一样高”的水平状态，而是“外高内低”的倾斜状态，这是为什么呢？第2页/共23页（1）认识火车的“车轮”：内轨道内轨道外轨道外轨道轮缘轮缘外轮外轮内轮内轮第3页/共23页轮缘轮缘外外内内外侧外侧内侧内侧第4页/共23页外外内内外外内内（2）若内外轨道一样高内外轨道一样高，有什么不妥？火车转弯时可视为匀速圆周运动 圆心圆心O用夸张用夸张方法画方法画出轮子位置：出轮子位置：分开的！分开的！NGF外外受力分析受力分析NG第5页/共23页（2）若内外轨道一样高内外轨
2、道一样高，有什么不妥？火车质量很大，若仅靠外轨火车质量很大，若仅靠外轨道对它的压力提供向心力，道对它的压力提供向心力，则则轨道很容易变形（压坏）！轨道很容易变形（压坏）！外外内内F外外NG第6页/共23页2、做成“外高内低”的倾斜状态，能更好地保护轨道。外外内内圆心圆心O请大概标出火车圆周运动的圆心O的位置！第7页/共23页3、火车在外高内低的轨道转弯时，位于内外轨道的位于内外轨道的正中间正中间请用请用夸张夸张方法画出方法画出轮子位置轮子位置外外内内均分开的！均分开的！（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，转弯速度应满足什么条件？第8页/共23页外外内内GNFNG3、火车在外高内低的轨道转
3、弯时，（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，转弯速度应满足什么条件？轮缘与内、外轨道之间均无挤压第9页/共23页FNFnLhmg火车实际受力情景：火车实际受力情景：V=gR tan当很小时：tan sin第10页/共23页（2）当速度大于这一理想值时（），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？速度过大，速度过大，靠外轨道靠外轨道分开的！分开的！请用请用夸张夸张方法画出方法画出轮子位置轮子位置外外内内第11页/共23页GNFNGF外外轨道对轮缘产生压力外外内内（2）当速度大于这一理想值时（），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？第12页/共23页请用请用夸张夸张方法画出方法画出轮子位置轮子位置速度过小
4、，速度过小，靠内轨道靠内轨道分开的！分开的！外外内内（3）当速度小于这一理想值时（），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？第13页/共23页GNFNGF内内轨道对轮缘产生压力外外内内（3）当速度小于这一理想值时（），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？第14页/共23页轮缘与内、外轨道之间均无挤压外轨道对轮缘产生压力内轨道对轮缘产生压力综上所述，为保护轨道，火车转弯时的速度应综上所述，为保护轨道，火车转弯时的速度应尽可能控制在尽可能控制在_左右！左右！小结：火车在外高内低的轨道转弯时，若：第15页/共23页4 4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将发生什么现
5、象？时将发生什么现象？过大时过大时：火车向：火车向_运动运动离心离心向心向心过小时过小时：火车向：火车向_运动运动外侧内侧第16页/共23页实例研究实例研究2 2汽车转弯 在在水平路面水平路面转弯转弯在在倾斜路面倾斜路面转弯转弯第17页/共23页内轨受内轨受压磨损压磨损内轨内轨对内轮对内轮缘有弹力缘有弹力2 2、当、当V VV V限限时时外轨外轨对外轮对外轮缘有弹力缘有弹力1 1、当、当V VV V限限时时离心趋势离心趋势近心趋势近心趋势总结：总结：外轨受外轨受压磨损压磨损 规定路段，限定速度！规定路段，限定速度！-对司机的要求对司机的要求第18页/共23页一、汽车在一、汽车在水平路面水平路面
6、转弯时的向心力转弯时的向心力f f静静横向摩擦力横向摩擦力 提供向心力！提供向心力！切向摩擦力切向摩擦力跟牵引力平衡跟牵引力平衡(匀速转弯匀速转弯)v俯视图俯视图俯视图俯视图:F F牵牵牵牵f f切切切切GNF F牵牵f f切切f f静静第19页/共23页vf f静静例：例：例：例：在一段半径为在一段半径为在一段半径为在一段半径为R R R R的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的的的的倍（倍（倍（倍（1 1
7、 1 1），求汽车拐弯时的安全速度是多大？），求汽车拐弯时的安全速度是多大？），求汽车拐弯时的安全速度是多大？），求汽车拐弯时的安全速度是多大？俯视图俯视图第20页/共23页若汽车速度过大，所需要的向心力过大，若汽车速度过大，所需要的向心力过大，最大静摩擦力不足以提供向心力最大静摩擦力不足以提供向心力,即即:可知可知:在弯道半径一定时在弯道半径一定时,汽车速度汽车速度越大越大,所需要的向心力越大，所需要的向心力越大，汽车将向外侧运动汽车将向外侧运动离心离心第21页/共23页练习练习1 1:火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是（通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是（)A.A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损磨损B.B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损磨损C.C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损磨损D.D.以上三种说法都是错误的以上三种说法都是错误的A第22页/共23页感谢您的观看！第23页/共23页