内容正文:
4.3 向心力的实例分析
做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心的向心力的作用。
向心力可以由一个力或几个力的合力提供,也可能是某个力的分力提供。
复习:
水平路面上转弯(圆周运动)
G
N
f
G
N
1.汽车在平直轨道上行驶与转弯时有何不同? zxxk
在平直轨道上汽车做直线运动,受到的合力为零或者与速度方向在同一直线上。
转弯时做曲线运动,需要向心力。
汽车转弯
2.那么由什么力为汽车提供向心力呢?
摩擦力f
当转弯过快或转弯半径太小时,摩擦力不足以提供汽车转弯时所需向心力。这时候汽车将发生事故。
设汽车沿半径为R的水平圆形跑道以匀速率v行驶,若汽车与路面的动摩擦因数为 ,要使汽车不侧滑,则汽车行驶的最大速率是多少?
一、转弯时的向心力实例分析
1.汽车拐弯
解:
(1)潮湿路面或者路面有沙粒易出现交通事故,原因:______________ 。
(2)急弯易出现交通事故,原因_______。
思考与讨论
R减小
v≤
由 分析 :
减小
让汽车换个弯道匀速转弯
F
G
N
N
G
如何才能减少交通事故?
F
G
N
N
G
如果由这个合力F为汽车转弯提供向心
则:
此时,不需摩擦力提供向心力,汽车能够安全转弯。这个理想的转弯速度取决于弯道的半径和倾角。
1、内外轨道一样高时:
向心力 F 由外侧轨道对铁轨
的压力提供
F
火车速度较快时,容易翻车!
铁路的弯道通常外高内低,当车速按照规定速度行驶,火车与铁轨之间无挤压,有利于保养铁轨。求火车转弯的规定速度?
F合=F向
通过弯道的规定速度取决于弯道的半径和倾角。
2.火车拐弯
G
N
F合
讨论火车转弯时所需向心力
1、内外轨道一样高时:
向心力 F 由外侧轨道对铁轨
的压力提供
F
火车速度较快时,容易翻车!
当外轨略高于内轨时:
火车受力:
火车的向心力:
G
N
F
当 时,车轮对内外轨都无压力。
在外轨略高于内轨时,火车转弯时的速度 v
火车的向心力:
由G和N的合力提供
(1)当 时,车轮
对内外轨都无压力。