火車轉(zhuǎn)彎問題分析.

.,5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng),-火車轉(zhuǎn)彎問題分析,.,復(fù)習(xí)：,1、向心力的公式？,F合=F向,3、向心力是否像重力、彈力、摩擦力一樣是一種新的性質(zhì)力嗎？,2、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是什么？,.,引入：,問題1：水平道路上，自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，身體為什么向內(nèi)傾斜？,mg,FN,問題2：高速公路等規(guī)定轉(zhuǎn)彎路段，為什么修成內(nèi)低外高呢？,視頻1,問題3：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，如何實(shí)現(xiàn)與汽車和自行車相同的效果呢?,視頻2,FN,.,詳細(xì)分析火車轉(zhuǎn)彎問題：,問題4：假設(shè)火車勻速率轉(zhuǎn)彎，它的軌道平面在什么位置？圓心在哪里？半徑如何確定？（請(qǐng)同學(xué)們一起畫出草圖）,內(nèi)低,外高,.,問題5：火車受那些力？現(xiàn)在能求出合力嗎？,FN,mg,.,問題6：火車的向心力指向哪里？,問題7：火車的合力與向心力有怎樣的關(guān)系？,FN,mg,F合=F向,.,問題8：那么如何用做圖法，畫出火車的合力？（請(qǐng)同學(xué)們一起畫出草圖）,FN,mg,.,問題9：通過圖解，如何用相關(guān)的物理量來表示F合？,.,問題10：在這里，向心力用哪一個(gè)表達(dá)式？,請(qǐng)同學(xué)們自己列出火車轉(zhuǎn)彎的向心力方程。,mgtan=,m,.,FN,mg,mgtan=,m,.,問題11：根據(jù)日常觀察，火車的車輪和軌道與汽車、自行車有什么不同？,火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,視頻3,.,轉(zhuǎn)彎時(shí)，路基水平的情況：,.,FN,mg,mgtan=,m,火車速度與受力的關(guān)系：,.,火車實(shí)際受力情景：,當(dāng)很小時(shí)：tansin,.,只受重力和支持力,兩側(cè)均不受擠壓,安全,限定的安全速度,.,問題14：如果火車轉(zhuǎn)彎時(shí)VV限，會(huì)有什么后果？,全體討論：,.,火車彎道車速過大發(fā)生側(cè)翻事故,.,全體討論：?jiǎn)栴}15：如果火車轉(zhuǎn)彎時(shí)VV限，會(huì)有什么后果？,.,內(nèi)軌受壓磨損,內(nèi)軌對(duì)內(nèi)輪緣有彈力,2、當(dāng)VV限時(shí),外軌對(duì)外輪緣有彈力,1、當(dāng)VV限時(shí),離心趨勢(shì),近心趨勢(shì),總結(jié)：,外軌受壓磨損,規(guī)定路段，限定速度！-對(duì)司機(jī)的要求,.,解：,=0.14m,例題：火車以半徑r=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為m=8105kg，速度為v=30m/s，火車軌距L=1.4m，要使火車通過彎道時(shí)僅受重力與軌道的支持力，外軌道應(yīng)該墊的高度h=？(較小時(shí)tansing=10m/s2),.,練習(xí)1:火車轉(zhuǎn)彎做圓周運(yùn)動(dòng)，如果外軌和內(nèi)軌一樣高，火車能勻速通過彎道做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（)A.火車通過彎道向心力的來源是外軌的水平彈力，所以外軌容易磨損B.火車通過彎道向心力的來源是內(nèi)軌的水平彈力，所以內(nèi)軌容易磨損C.火車通過彎道向心力的來源是火車的重力，所以內(nèi)外軌道均不磨損D.以上三種說法都是錯(cuò)誤的,A,.,把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,練習(xí)2：拓展-類圓錐擺,已知條件：m=0.5Kg,圓周半徑r=0.3m,=370，求小球運(yùn)動(dòng)的線速v=?(g=10m/s2),.,把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,練習(xí)2：拓展-類圓錐擺,已知條件：m=0.5Kg,圓周半徑r=0.3m,=370，求小球運(yùn)動(dòng)的線速v=?(g=10m/s2),.,把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,練習(xí)2：拓展-類圓錐擺,已知條件：m=0.5Kg,圓周半徑r=0.3m,=370，求小球運(yùn)動(dòng)的線速v=?(g=10m/s2),解：小球受力如圖：,帶入數(shù)據(jù)，得：V=2m/s,此位置的限定速度！,mg/tan=,.,小結(jié)：,1、火車鐵軌、車輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2