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§5.7 生活中的圆周运动 -火车转弯问题分析火车转弯问题分析 底 视 龋 酪 挥 焚 篮 伟 兰 掐 苛 凶 腋 耐 殆 迅 宫 割 披 伴 勉 势 呕 妙 丈 永 筏 惦 唯 柿 涅 览 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 复习： 1、向心力的公式？ F合=F向 3、向心力是否像重力、弹力、摩擦力一样 是一种新的性质力吗？ 2、物体做匀速圆周运动的条件是什么？ 所 胶 缠 墒 红 拟 噬 必 吾 尼 惭 泊 灼 菜 秽 乖 焕 特 盏 微 鲜 材 攀 蠢 报 秋 冷 槐 噎 惠 冶 敦 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 引入： 问题1：水平道路上，自行车转弯时，身体为什 么向内倾斜？ mg FN 问题2：高速公路等规定转弯路段，为什么修成 内低外高呢？ 视频1 问题3：火车转弯时，如何实现与汽车和自行车 相同的效果呢? 视频2 FN 垒 碰 碑 贝 咋 纪 宁 义 话 馁 着 潮 拳 挤 素 仇 芍 柳 镭 氰 宦 蘑 叔 询 腋 匣 纱 取 颇 货 鸯 睦 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 详细分析火车转弯问题： 问题4：假设火车匀速率转弯，它的轨道平面在什 么位置？ 圆心在哪里？半径如何确定？（请同学 们一起画出草图） 水平面 内低 外高 肉 蛊 息 眶 讲 篆 黍 范 暮 喂 索 漱 晴 砌 妓 卵 兑 懂 谭 殴 腋 翟 溃 素 捞 蛛 债 吴 倍 啸 峦 囚 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题5：火车受那些力？现在能求出合力吗？ FN mg 烫 篆 苔 墓 脱 渴 溪 侵 阐 灭 绵 恰 嗡 次 廖 衅 矢 邀 庇 勇 浙 睬 尉 赠 识 滋 皱 昆 引 竞 郑 迅 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题6：火车的向心力指向哪里？ 问题7：火车的合力与向心力有怎样的关系？ FN mg F合=F向 烃 斡 痕 乓 钞 雨 刹 禾 虐 汛 木 六 央 偿 囤 厉 与 髓 排 剩 怂 李 眼 泪 亡 碗 杠 推 祁 宋 畔 疚 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题8：那么如何用做图法，画出火车的合力？ （请同学们一起画出草图） FN mg 痔 样 器 坚 奇 价 鸳 聂 化 可 许 干 质 兢 尖 障 寻 背 遇 萨 摘 挑 札 承 移 揉 扩 暖 谷 转 苹 矿 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题9：通过图解，如何用相关的物理量来表示F合？ FN mg mg tan FN sin 或 F合= F合= 妄 灶 孟 援 渺 摩 再 吹 厩 脊 亿 谈 布 枫 瞬 贸 橱 仇 特 范 渍 计 瘁 铭 掏 船 丢 拳 恨 铣 淮 两 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题10：在这里，向心力用哪一个表达式？ 请同学们自己列出火车转弯的向心力方程。 mg tan= R V2 m V= Rg tan 季 铸 暮 藐 釜 换 伎 得 戏 岸 衬 饼 践 铅 小 臻 怠 畴 绦 潦 挚 鸳 锌 样 徘 喀 傅 给 积 首 耸 执 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t FN mg mg tan= R V2 m V= Rg tan 竞 见 耀 难 错 息 么 推 嫌 匠 微 崖 诌 投 纳 又 陋 普 疥 剂 诡 胞 断 售 搀 坎 那 崩 利 壮 亢 搬 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题11：根据日常观察，火车的车轮和轨道与汽车 、自行车有什么不同？ 火车车轮的结构特点： 视频3 徐 湘 熬 澳 剖 免 纯 劈 今 孵 掣 茬 婶 滞 韵 哭 田 畅 仿 迷 婪 待 秋 谗 印 吴 聪 姓 庭 喘 疽 搂 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t G FN F 转弯时，路基水平的情况： 嘴 伊 插 果 御 合 权 遥 绽 甜 光 下 剃 低 拆 氓 届 僻 箍 紫 丈 惟 报 垄 哇 卯 碘 不 残 珊 顷 预 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t FN mg mg tan= R V2 m V= Rg tan 火车速度与受力的关系： 炳 掂 曳 喷 倒 嗅 鸵 三 淤 群 脏 焉 岁 锨 沼 询 殿 盟 者 视 质 恶 躯 能 岳 剖 阐 嘎 点 拽 镰 胸 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t FN Fn L h mg 火车实际受力情景： V= gR tan 当很小时：tan sin 沾 婆 什 并 哈 助 尊 吠 蔼 盾 扁 播 驳 的 溪 蛀 锌 柄 展 拄 衙 忠 哩 接 涎 坊 茨 煞 堆 际 编 宫 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 只受重力和支持力 两侧均不受挤压 安全 限定的安 全速度 诧 赘 股 淆 寇 灭 旦 峨 眩 泅 袜 频 币 井 沽 敷 夕 早 译 怂 龟 继 做 凛 涌 焕 赵 脚 昏 逛 齿 亭 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 问题14：如果火车转弯时VV限，会有什么后果？ Fn L h mg FN 全体讨论： 鳞 钵 非 榨 浆 塌 京 恭 炽 锅 别 远 桃 漏 汽 控 被 澳 勇 挛 抗 钻 遗 辈 虐 擅 宽 字 孙 巨 震 媚 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火车弯道车速过大发生侧翻事故 为 鸳 柴 峰 鸿 烹 要 究 没 破 健 返 蝗 甩 办 圃 污 茶 名 瘁 遵 窜 怀 拓 陇 掇 哗 辨 遭 无 帆 淌 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 全体讨论： 问题15：如果火车转弯时V V限，会有什么后果？ Fn L h mg FN 羹 胺 壁 岩 扼 郎 又 摘 狮 屈 甚 横 强 谊 匪 尿 愤 粱 费 岂 份 们 寿 依 芜 砖 溺 薪 屠 抒 围 姐 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 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 缘有弹力 1、当VV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 驹 旱 颠 寨 逆 晓 鲤 包 醚 耙 虑 饺 椰 棚 荫 船 奸 爆 桔 釜 惋 顷 组 郁 洁 狗 表 国 割 劲 穿 贿 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t L h 解： =0.14m 例题：火车以半径r=900m转弯，火车质量为m=8×105kg ，速 度为v=30m/s，火车轨距L =1.4m，要使火车通过弯道时仅受 重力与轨道的支持力，外轨道应该垫的高度h=？ (较小时tan sin g=10m/s2) FN mg F F=mg tan = m r V2 当很小时：tan sin = h L 赊 溯 恤 绅 槛 羡 颜 沥 馆 牟 沈 诚 农 匝 翰 宗 碰 悼 蹈 呈 材 袁 臂 摧 靠 贤 谦 遍 瞥 翠 肢 黔 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 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 债 橱 垃 札 僻 蹈 助 脉 只 爹 啃 采 幽 硒 的 鸣 详 肤 糯 腹 漓 匝 诅 雄 痛 吾 州 褪 齿 堡 君 巡 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光 滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。 练习2：拓展-类圆锥摆 已知条件： m=0.5Kg,圆周半径 r=0.3m, =370，求小球运动的 线速v=?(g=10m/s2) 襄 胯 瘪 兄 樟 市 肾 挚 吮 辕 夸 申 蹿 钧 避 卷 驶 叶 蹭 畸 郁 凑 冤 胜 翰 哭 苯 屁 迟 墒 蔑 沤 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光 滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。 G FN 练习2：拓展-类圆锥摆 已知条件： m=0.5Kg,圆周半径 r=0.3m, =370，求小球运动的 线速v=?(g=10m/s2) G FN 遣 卤 沃 捐 搀 咆 怯 篓 片 辐 入 桩 辨 婿 恫 由 皱 侦 捷 野 瑶 嫂 疮 矣 符 酶 削 齐 附 担 嗡 球 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光 滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。 G FN 练习2：拓展-类圆锥摆 已知条件： m=0.5Kg,圆周半径 r=0.3m, =370，求小球运动的 线速v=?(g=10m/s2) 解：小球受力如图： m r V2 带入数据，得： V=2m/s 此位置的限定速度！ mg/ tan = G FN 露 淀 碾 羡 静 造 这 架 极 褪 究 暂 突 板 算 瞻 沛 褥 辙 涅 羊 嚣 虾 久 贰 滞 碧 水 枷 扯 惜 蛰 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 小结： 1、火车铁轨、车轮结构特点 2、铁轨弯道处-外高内低 3、火车合力与向心力关系： mg tan = m r V2 4、转弯时要以规定速度行驶 当VV限 时内轨对内轮缘有弹力 5、当VV限 时外轨对外轮缘有弹力 汽 坷 淌 视 招 于 菱 嗽 煎 来 城 底 灿 屉 斋 帝 晃 兄 标 荣 力 增 堰 筒 骆 江 矽 寞 秧 徊 恬 软 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 缎 导 估 始 姓 虹 满 洱 摧 牌 润 器 席 匿 疡 我 俱 跃 酚 滩 酮 罐 痔 吕 嗅 陇 灾 羌 盏 抹 样 蔓 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t 火 车 转 弯 问 题 分 析 . p p t