火车转弯问题.ppt

1、火车、汽车转弯问题火车、汽车转弯问题火车转弯火车转弯汽车转弯汽车转弯实例研究实例研究1 1火车转弯火车转弯1、火车转弯处的轨道不是、火车转弯处的轨道不是“内外轨道一样高内外轨道一样高”的水平状态，而是的水平状态，而是“外高内低外高内低”的倾斜状的倾斜状态，这是为什么呢？态，这是为什么呢？（1）认识火车的）认识火车的“车轮车轮”：内轨道内轨道外轨道外轨道轮缘轮缘外轮外轮内轮内轮轮缘轮缘外外内内外侧外侧内侧内侧外外内内外外内内（2）若）若内外轨道一样高内外轨道一样高，有什么不妥？火车转，有什么不妥？火车转弯时可视为匀速圆周运动弯时可视为匀速圆周运动 圆心圆心O用夸张用夸张方法画方法画出轮子位置：出

2、轮子位置：分开的！分开的！NGF外外受力分析受力分析NG（2）若）若内外轨道一样高内外轨道一样高，有什么不妥？，有什么不妥？火车质量很大，若仅靠外轨火车质量很大，若仅靠外轨道对它的压力提供向心力，道对它的压力提供向心力，则则轨道很容易变形（压坏）！轨道很容易变形（压坏）！外外内内F外外NG2、做成、做成“外高内低外高内低”的倾斜状态，能更好地保护的倾斜状态，能更好地保护轨道。轨道。外外内内圆心圆心O请大概标出火车圆周运动的圆心请大概标出火车圆周运动的圆心O的位置！的位置！3、火车在外高内低的轨道转弯时，、火车在外高内低的轨道转弯时，位于内外轨道的位于内外轨道的正中间正中间请用请用夸张夸张方法画

3、出方法画出轮子位置轮子位置外外内内均分开的！均分开的！（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，转弯速度应满足什么条件？转弯速度应满足什么条件？外外内内GNFNG3、火车在外高内低的轨道转弯时，、火车在外高内低的轨道转弯时，（1）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，）要想使轮缘与内外轨道间均无相互挤压，转弯速度应满足什么条件？转弯速度应满足什么条件？轮缘与内、外轨道之间均无挤压轮缘与内、外轨道之间均无挤压（2）当速度）当速度大于大于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？速度过大，速度过大，靠外轨

4、道靠外轨道分开的！分开的！请用请用夸张夸张方法画出方法画出轮子位置轮子位置外外内内GNFNGF外外外外轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力外外内内（2）当速度）当速度大于大于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？请用请用夸张夸张方法画出方法画出轮子位置轮子位置速度过小，速度过小，靠内轨道靠内轨道分开的！分开的！外外内内（3）当速度）当速度小于小于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？GNFNGF内内内内轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力外外内内（3）当速度）当速度小于小

5、于这一理想值时（这一理想值时（），），轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内轨还是外轨间有相互挤压？轮缘与内、外轨道之间均无挤压轮缘与内、外轨道之间均无挤压外外轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力内内轨道对轮缘产生压力轨道对轮缘产生压力综上所述，为保护轨道，火车转弯时的速度应综上所述，为保护轨道，火车转弯时的速度应尽可能控制在尽可能控制在_左右！左右！小结：小结：火车在外高内低的轨道转弯时，若：火车在外高内低的轨道转弯时，若：4 4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将发生什么现象？时将发生什么现象？过大时过大时：火车向：火车向_运动运动离心离心向心

6、向心过小时过小时：火车向：火车向_运动运动外侧外侧内侧内侧实例研究实例研究2 2汽车转弯汽车转弯 在在在在水平路面水平路面水平路面水平路面转弯转弯转弯转弯在在在在倾斜路面倾斜路面倾斜路面倾斜路面转弯转弯转弯转弯一、汽车在一、汽车在水平路面水平路面转弯时的向心力转弯时的向心力f静静横向摩擦力横向摩擦力 提供向心力！提供向心力！切向摩擦力切向摩擦力跟牵引力平衡跟牵引力平衡(匀速转弯匀速转弯)v俯视图俯视图俯视图俯视图:F F牵牵牵牵f f切切切切GNF牵牵f切切f静静vf静静例：例：在一段半径为在一段半径为R R的圆形水平轨道上，已知的圆形水平轨道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的倍倍（1 1），求汽车拐弯时的安全速度是多大？），求汽车拐弯时的安全速度是多大？俯视图俯视图若汽车速度过大，所需要的向心力过大，若汽车速度过大，所需要的向心力过大，最大静摩擦力不足以提供向心力最大静摩擦力不足以提供向心力,即即:可知可知:在弯道半径一定时在弯道半径一定时,汽车速度汽车速度越大越大,所需要的向心力越大，所需要的向心力越大，汽车将向外侧运动汽车将向外侧运动离心离心