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文檔簡(jiǎn)介
§6.8
生活中的圓周運(yùn)動(dòng)輪緣鐵軌
(軌距)一、鐵路的彎道
1、火車做勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同?GFNF彈外軌對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(lái)減少外軌對(duì)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(duì)輪緣無(wú)擠壓作用,此時(shí)軌道傾角為θ
,請(qǐng)問(wèn)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(wèn)題、汽車轉(zhuǎn)彎,情況又如何呢?如果汽車的速度很大,會(huì)出現(xiàn)什么情況呢?有什么解決措施?物體做圓周運(yùn)動(dòng)要滿足什么條件?當(dāng)F合=Fn,做圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)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(guò)前面的賽車?請(qǐng)用今天所學(xué)的知識(shí)解釋。vFNG
FN>G,即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力,處于超重狀態(tài)。
2、汽車過(guò)凹橋時(shí),在最低點(diǎn)時(shí),車對(duì)凹橋的壓力怎樣?三、拱形橋
1、汽車靜止在橋上與通過(guò)橋時(shí)的狀態(tài)是否相同?vGFN
FN<G即汽車對(duì)橋的壓力小于其所受重力,處于失重狀態(tài)。
3、汽車過(guò)凸橋時(shí),在最高點(diǎn)時(shí),車對(duì)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(duì)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(dòng)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(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況:速度大到一定程度時(shí),地面對(duì)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(dòng)A做
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