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2.3 生活中的圆周运动（一）
第2章 圆周运动
汽车拐弯的向心力由谁提供？
情景一：汽车拐弯
O
mg
FN
Ff
【受力分析】
Ff = Fn
即：μmg=m
情景二：铁路的弯道
当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？
火车车轮的构造
火车车轮内缘上有突出的轮缘
G
FN
F弹
外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。
　　火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？
【最佳方案】
外轨高于内轨
规定转弯速度为v0
注：a.铁轨铺设好后，弯道半径r,内外轨高度差h及铁轨间距L一定，v0一定。
b.内外轨虽不等高，但火车转弯的轨迹圆仍在水平面内。
【方案剖析】
2.外轨高于内轨
①v=v0重力和支持力的合力恰好提供向心力。
②v>v0外轨道对轮缘有侧压力
③v侧压力平行于斜面，其水平分量与mgtanθ的矢量和提供向心力！
1.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，
则（ ）　　
D
【例题1】
FN
mg
F
火车以半径r = 900 m转弯，火车质量为8×105kg ，轨道宽为L= 1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？
θ
L
h
例题2 探究实际问题：
思考与讨论：高速公路转弯处和场地自行车赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。

【类比】
问题2：汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点时，谁提供了向心力？超重还是失重？在最高点速度有什么限制？
二、汽车过拱桥
二、汽车过拱桥
1.凸形桥最高点
①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。
2.凹形桥最低点
①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。
据牛三知汽车对桥的的压力大于重力，v过大易发生爆胎。
3.如图所示，质量m=2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为40m，如果桥面承受的压力不超3.0×105 N,g=10m/s2。则（ ）
C
【例题3】
做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它会怎样运动？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动？
离心运动
F = 0
F = mω2r
F < mω2r
定义：
当向心力突然消失或指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。
离心运动
离心抛掷
离心脱水
离心分离
离心甩干
●离心运动的应用
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
供
提供物体做圆周运动的力
需
物体做匀速圆周运动所需的力
F=
匀速圆周运动
F<
离心运动
F>
向心运动
向心、圆周、离心运动
课堂小结

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