【自我思悟】 雨天,当你旋转自己的雨伞时会发现水滴沿着伞的边缘 切线飞出,你能说出其中的原因吗? 提示:旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来但伞面上的雨滴 受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯 性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出
【自我思悟】 雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘 切线飞出,你能说出其中的原因吗? 提示:旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴 受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯 性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出
重点突破 火车拐弯问题 1火车车轮的特点火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨 上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面这种结构 特点,主要是避免火车运行时脱轨如图所示。 轮缘
重点突破 一、火车拐弯问题 1.火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨 上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构 特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示
2圆周平面的特点弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶 过程中重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面 内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心
2.圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶 过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面 内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心
3向心力的来源分析:火车速度合适时,火车受重力和支 持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力 的合力提供合力沿水平方向大小F= matane。 4规定速度分析若火车转弯时只受重力和支持力作用, 不受轨道压力,则 matane=mDb,可得v= Rano (R为弯 道半径0为轨道所在平面与水平面的夹角,v为转弯处的 规定速度) FN
3.向心力的来源分析:火车速度合适时,火车受重力和支 持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力 的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtanθ。 4.规定速度分析:若火车转弯时只受重力和支持力作用, 不受轨道压力,则mgtanθ= ,可得v0= .(R为弯 道半径,θ为轨道所在平面与水平面的夹角,v0为转弯处的 规定速度) 2 v m R 0 gRtanθ
5轨道压力分析: (1)当火车行驶速度等于规定速度v时,所需向心力仅由 重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用。 (2)当火车行驶速度p与规定速度v不相等时,火车所需向 心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火 车轮缘有挤压作用,具体情况如下。 ①当火车行驶速度吵v时,外轨道对轮缘有侧压力。 ②当火车行驶速度vv时,内轨道对轮缘有侧压力
5.轨道压力分析: (1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由 重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用。 (2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向 心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火 车轮缘有挤压作用,具体情况如下。 ①当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力。 ②当火车行驶速度v<v0时,内轨道对轮缘有侧压力