第三节 生活中的圆周运动 粤教版（2019）高中物理必修第二册 第二章 圆周运动 @HY 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 一、公路弯道 汽车在水平公路上转弯时相当于在做圆周运动,此时向心力由车轮与路面间的静摩擦力????来提供 ? O 或者 绳杆模型 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 转弯速度过大引起的思考： 当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。 改进措施: (1)增大转弯半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)最重要的一点:司机应该减速慢行! (4)增加路面高度差———外高内低 绳杆模型 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 如图所示,汽车在内低外高的倾斜路面转弯时,向弯道内侧倾斜,重力????????和地面支持力????????的合力????指向弯道内侧.设弯道倾角为????,若此时合力F恰好可以提供汽车转弯所需向心力. ? 根据牛顿第二定律,可得 解得汽车转弯速度的大小 上式表示,仅由重力和支持力的合力提供向心力时的汽车速度 绳杆模型 题1 某高速公路弯道处设计为内侧低、外侧高的圆弧弯道，使路面与水平面有一倾角????，弯道半径为????。当汽车在该弯道处沿侧向的摩擦力恰为零时，汽车转弯的速度????为（ ） A.????=????????tan???? B.安全速度与汽车的质量有关 C.????=???????? D.安全速度与汽车的质量无关 ? AD 题2 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为v0 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（ ） A.路面外侧高内侧低 B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动 C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小 AC 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 绳杆模型 [问题]：如果转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？ 火车转弯 N FN G 内轨 外轨 向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。 缺点：火车质量很大，轮缘和外轨间的相互作用力很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。 外轨对轮缘的弹力 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 绳杆模型 在实际火车与轨道设计中，利用轮缘挤压只能增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。 外 内 思考 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 绳杆模型 外轨略高于内轨（倾斜轨道） 解决方案 向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供 FN 均无挤压。 水平路面 倾斜路面 火车铁路 拱形路面 凹形路面 新课引入 绳杆模型 倾斜轨道转弯 ① 若????>???????????????????????? ? 所需向心力 增大 ② 若????
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