§6.8

生活中的圓周運(yùn)動輪緣鐵軌

(軌距)一、鐵路的彎道

1、火車做勻速直線運(yùn)動和勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動狀態(tài)是否相同？GFNF彈外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力。

2、火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，若內(nèi)外軌是相平的，鐵軌如何對火車提供水平方向的向心力？輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損！

3、外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力，這種方法在實(shí)際中可取嗎？為什么？例1、火車速度為30m/s，彎道的半徑R=900m，火車的質(zhì)量m=8×105kg，轉(zhuǎn)彎時(shí)輪緣對軌道側(cè)向的彈力多大？讓重力和支持力的合力提供向心力，來減少外軌對輪緣的擠壓。FNGoF

4、為了減輕鐵軌的受損程度，你能提出一些可行的方案嗎？例2、若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對輪緣無擠壓作用，此時(shí)軌道傾角為θ

，請問火車的速度為多大？例3、已知火車速度為30m/s，彎道的半徑r=900m，火車的質(zhì)量為8×105kg。

1、轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力多大？

2、若軌道不受輪緣的擠壓，軌道與水平面的夾角θ是多大？

3、若軌距為d=1.4m，此時(shí)內(nèi)外軌的高度差h是多少？(θ很小時(shí)，近似有tanθ=sinθ)

4、若火車速度為40m/s，此時(shí)輪緣的受力情況如何？當(dāng)v=v0時(shí)：當(dāng)v>v0時(shí)：當(dāng)v<v0時(shí)：輪緣不受側(cè)向壓力輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力F彈F彈問題、汽車轉(zhuǎn)彎，情況又如何呢？如果汽車的速度很大，會出現(xiàn)什么情況呢？有什么解決措施？物體做圓周運(yùn)動要滿足什么條件？當(dāng)F合=Fn，做圓周運(yùn)動當(dāng)F合<Fn，供：指向圓心的合力需：當(dāng)F合>Fn，做向心(近心)運(yùn)動做離心運(yùn)動汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的措施：把轉(zhuǎn)彎處的道路修成外高內(nèi)低。在《頭文字D》中，周杰倫飾演的角色是如何超過前面的賽車？請用今天所學(xué)的知識解釋。vFNG

FN>G，即汽車對橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。

2、汽車過凹橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，車對凹橋的壓力怎樣？三、拱形橋

1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？vGFN

FN<G即汽車對橋的壓力小于其所受重力，處于失重狀態(tài)。

3、汽車過凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，車對凸橋的壓力又怎樣？三、拱形橋當(dāng)汽車行駛速度越大，汽車對橋面的壓力越小。當(dāng)時(shí)，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。

4、若汽車的運(yùn)動速度變大，壓力如何變化？三、拱形橋思考與討論：

地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時(shí)，地面對車的支持力是零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……二、離心運(yùn)動A做