生活中的圆周运动-火车转弯问题课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,生活中的圆周运动,-,火车转弯问题分析,生活中的圆周运动 -火车转弯问题分析,火车、汽车转弯问题,火车转弯,汽车转弯,火车、汽车转弯问题火车转弯汽车转弯,实例研究,1,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？,实例研究1火车转弯1、火车转弯处的轨道不是“内外轨道一样,（,1,）认识火车的“车轮”：,内轨道,外轨道,轮缘,外轮,内轮,（1）认识火车的“车轮”： 内轨道外轨道轮缘外轮内轮,轮缘,外,内,外侧,内侧,轮缘外内外侧内侧,外,内,外,内,（,2,）若,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,O,用夸张,方法画出轮子位置：,分开的！,N,G,F,外,受力分析,N,G,外内外内（2）若内外轨道一样高，有什么不妥？火车转弯时可视为,（,2,）若,内外轨道一样高,，有什么不妥？,火车质量很大，若仅靠外轨道对它的压力提供向心力，则,轨道很容易变形（压坏）！,外,内,F,外,N,G,（2）若内外轨道一样高，有什么不妥？ 火车质量很大，若仅靠外,2,、做成“,外高内低,”的倾斜状态，能更好地保护轨道。,外,内,圆心,O,请大概标出火车圆周运动的圆心,O,的位置！,2、做成“外高内低”的倾斜状态，能更好地保护轨道。外内圆心O,3,、火车在外高内低的轨道转弯时，,位于内外轨道的,正中间,请用,夸张,方法画出轮子位置,外,内,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？,3、火车在外高内低的轨道转弯时，位于内外轨道的正中间请用夸张,外,内,G,N,F,NG,3,、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，转弯速度应满足什么条件？,轮缘与内、外轨道之间均无挤压,外内GNFNG3、火车在外高内低的轨道转弯时，（1）要想使轮,F,N,F,n,L,h,mg,火车实际受力情景：,V= gR tan,当,很小时：,tan sin,FNFnLhmg火车实际受力情景：V= gR tan,（,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，,靠外轨道,分开的！,请用,夸张,方法画出轮子位置,外,内,（2）当速度大于这一理想值时（,G,N,F,NG,F,外,外,轨道对轮缘产生压力,外,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？,GNFNGF外外轨道对轮缘产生压力外内（2）当速度大于这一理,请用,夸张,方法画出轮子位置,速度过小，,靠内轨道,分开的！,外,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？,请用夸张方法画出轮子位置速度过小，靠内轨道分开的！外内（3）,G,N,F,NG,F,内,内,轨道对轮缘产生压力,外,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？,GNFNGF内内轨道对轮缘产生压力外内（3）当速度小于这一理,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尽可能控制在,_,左右！,小结：,火车在外高内低的轨道转弯时，若：,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,4,、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？,过大时,：火车向,_,运动,离心,向心,过小时,：火车向,_,运动,外侧,内侧,4、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？过,实例研究,2,汽车转弯,在,水平路面,转弯,在,倾斜路面,转弯,实例研究2汽车转弯 在水平路面转弯在倾斜路面转弯,内轨受压磨损,内轨,对内轮缘有弹力,2,、当,V,V,限,时,外轨,对外轮缘有弹力,1,、当,V,V,限,时,离心趋势,近心趋势,总结：,外轨受压磨损,规定路段，限定速度！,-,对司机的要求,内轨受压磨损内轨对内轮缘有弹力2、当VV限时外轨对外轮缘有,一、汽车在,水平路面,转弯时的向心力,f,静,横向摩擦力,提供向心力！,切向摩擦力,跟牵引力平衡,(,匀速转弯,),v,俯视图,:,F,牵,f,切,G,N,F,牵,f,切,f,静,一、汽车在水平路面转弯时的向心力f静横向摩擦力 提供向心力,v,f,静,例：,在一段半径为,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,倍（,1,），求汽车拐弯时的安全速度是多大？,俯视图,vf静例：在一段半径为R的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮,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,即,:,可知,:,在弯道半径一定时,汽车速度,越大,所需要的向心力越大，,汽车将向外侧运动,离心,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,练习,1:,火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是（,),A.,火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损,B.,火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损,C.,火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损,D.,以上三种说法都是错误的,A,练习1:A,生活中的圆周运动-火车转弯问题课件,