6.4生活中的圆周运动-2021-2022学年高一物理同步寓教于乐课件（人教版2019必修第二册）

6.4 生活中的圆周运动 第6章 圆周运动 一、火车转弯 在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。这是为什么呢？ 内侧轨道 外侧轨道 水平线 假设内、外轨道的倾斜程度与水平线之间的角度为。 火车转弯时的轨迹可以视为一段小圆弧，故我们可以将火车的转弯视为很小的一段圆周运动。 转弯的轨道 一、火车转弯 火车转弯时的轨迹可以视为一段小圆弧，故我们可以将火车的转弯视为很小的一段圆周运动，满足圆周运动的规律，可以用圆周运动的方法分析。 转弯的轨迹 一、火车转弯 火车的车轮上两侧都有突出的轮缘。 车轮的结构 一、火车转弯 水平的转弯轨道 如果铁路弯道的内外轨一样高，转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源。但火车质量太大，靠这种办法得到向心力，将会使轮缘与外轨间的相互作用力过大，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。 内侧轨道 外侧轨道 一、火车转弯 如果在弯道处使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。这就减轻了轮缘与外轨间的挤压。 G FN 在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力 FN的合力来提供。 倾斜的转弯轨道 一、火车转弯 在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力 FN的合力来提供。 G FN 倾斜的转弯轨道 汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为 r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。 O r 桥对车的支持力： 车对桥的压力： 由此可得，汽车对桥的压力FN′小于汽车所受的重力G，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小。 二、汽车过拱形桥 拱形桥面 汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为 r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。 O r 当桥对车的支持力FN刚好等于零时，即此时车刚刚离开桥面，有： 二、汽车过