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1、生活中的圆周运动生活中的圆周运动-1火车、汽车转弯问题火车、汽车转弯问题火车转弯火车转弯汽车转弯汽车转弯2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、火车转弯处的轨道不是“内外轨道一样高内外轨道一样高”的水平状态，而是的水平状态，而是“外高内低外高内低”的倾斜状态，的倾斜状态，这是为什么呢？这是为什么呢？3 （1）认识火车的）认识火车的“车轮车轮”：内轨道内轨道外轨道外轨道轮缘轮缘外轮外轮内轮内轮4轮缘轮缘外侧外侧内侧内侧5（2）若）若，有什么不妥？火车转，有什么不妥？火车转弯时可视为匀速圆周运动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
2、置：分开的！分开的！NGF外外受力分析受力分析NGRvmF2外6（2）若）若，有什么不妥？，有什么不妥？RvmF2外火车质量很大，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）！F外外NG72、做成、做成“外高内低外高内低”的倾斜状态，能更好地保的倾斜状态，能更好地保护轨道。护轨道。圆心圆心O请大概标出火车圆周运动的圆心请大概标出火车圆周运动的圆心O的位置！的位置！83、火车在外高内低的轨道转弯时，、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
3、子位置均分开的！均分开的！（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，）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？转弯速度应满足什么条件？9GNFNGrvmF2向rvmmg2tantangrv 3、火车在外高内低的轨道转弯时，、火车在外高内低的轨道转弯时，（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，）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？转弯速度应满足什么条件？，grv时tan)1(轮缘与内、外轨道之间均无挤压轮缘与内、外轨道之间均无挤压10FNFnLhmg火车实际受力情景：火车实际受力情景：V=gR tan当当很小时：很小时：tan sinLgRhV 11
4、（2）当速度）当速度大于大于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？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tangrv12GNFNGF外外rvmF2向，grv时tan)2(外外轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力（2）当速度）当速度大于大于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？tangrv13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，速度过小，靠内轨道靠内轨道分开的！分开的！（3）当速度）当速度小
5、于小于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？tangrv14GNFNGF内内rvmF2向，grv时tan)3(内内轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力（3）当速度）当速度小于小于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？tangrv15，grv时tan)1(轮缘与内、外轨道之间均无挤压轮缘与内、外轨道之间均无挤压，grv时tan)2(外外轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力，grv时tan)3(内内轨道对轮缘产生压力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
6、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：小结：火车在外高内低的轨道转弯时，若：火车在外高内低的轨道转弯时，若：tangr164 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_运动运动外侧外侧内侧内侧17实例研究实例研究2 2汽车转弯汽车转弯 18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
7、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LgRhV限限19GN20rvmf2静gRv rvmmg221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，rvmf2max汽车将向外侧运动汽车将向外侧运动离心离心22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A23
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