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(共23张PPT)
在铁路弯道处，内外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？
课堂导入
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第六章 曲线运动
6.4 生活中的圆周运动
目标导学
水平面内的圆周运动-火车转弯（重难点）
竖直面内的圆周运动-汽车过拱桥（重点）
一、汽车转弯
构建物理模型——汽车做什么运动？
汽车受到哪些力的作用？
什么力提供向心力？
静摩擦力
汽车转弯的最大速度和哪些因素有关？
构建物理模型
汽车受到哪些力的作用？
什么力提供向心力？
重力和支持力的合力
汽车在倾斜的圆弧形路面做匀速圆周运动
如果汽车速度大于或小于该值时，能否继续做匀速圆周运动？
　(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处（ ）
A.路面外侧高、内侧低
B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小
AC
【针对训练1】
二、火车转弯
内轨道、外轨道
内轮、外轮
内轮内测、内轮外侧
外轮内测、外轮外侧
火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，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来源。
F弹=Fn
由于火车质量太大，因此需要很大的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻.
如果轨道高度相同，火车转弯向心力谁来提供？
火车质量为m在倾角为α、半径为R的轨道上转弯时，若铁轨不受侧向压力，求此时火车的速度多大？
火车弯道内低外高，这样的设计有什么道理？
火车拐弯需要向心力
重力与支持力合力提供向心力
若火车速度与设计速度不同会怎样？
FN
mg
Fn
θ
h
车速过快
火车向外侧运动，挤压外侧铁轨，外侧轨道对轮缘有弹力
外
侧
内侧
车速过慢
火车向内侧运动，挤压内侧铁轨，内侧轨道对轮缘有弹力
(1)、当火车行驶速率 时，Fn=F合，内外轨道都不受挤压，对两轮缘都没有压力
(3)、当火车行驶速率 时， Fn=F合-F侧，内轨道受到挤压对轮缘有侧压力
(2)、当火车行驶速率 时，Fn=F合+F侧，外轨道受到挤压对轮缘有侧压力
总结
在实际生活中，铁路修好后α、R是确定的，
所以火车转弯的安全速度也为定值
A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C.这时铁轨对火车的支持力等于
D.这时铁轨对火车的支持力大于
铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于 ，则( )
C
【针对训练2】
汽车过拱形桥时的运动是什么运动？
质量为m 的汽车在拱形桥上以速度 v 前进，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。
三.汽车过拱形桥
半径R
v
mg
FN
对汽车进行受力分析，向心力的来源
三.汽车过拱形桥
O
失重
如果速度再大点会如何？
半径R
v
mg
FN
重力和支持力的合力提供向心力
四.汽车过凹形桥
对汽车进行受力分析，谁来提供向心力？
o
超重
过凹形路面该怎么做？
如图所示,质量m=2.0x104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和拱形桥面,两桥面的圆弧半径均为 60m,如果桥面承受的压力不超过3.0x105N，则 (1)汽车允许的最大速率是多少 (2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少 (g取10 m/s )
【针对训练3】
105N
课堂小结
火车
过桥
结构特点：外轨高，内轨低
向心力来源：支持力与重力的合力
临界速度：
凸形桥：向心力向下
重力大于支持力，失重。
凹形桥：向心力向上
支持力大于重力，超重
检测反馈
1、一质量为2.0×103 kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104 N，当汽车经过半径为80 m的弯道时，下列正确的是(　　)
A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车转弯的速度为20 m/s时所需的向心力为1.4×104 N
C.汽车转弯的速度为20 m/s时汽车会发生侧滑
D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0 m/s2
D
检测反馈
2、火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车速度提高时会使轨道
的外轨受损。为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以
下措施可行的是（　　）
D
A．适当增高内轨
B．适当降低外轨
C．减小弯道半径
D．增大弯道半径
检测反馈
3、公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（　　）
A.车对桥的压力等于汽车的重力
B.车对桥的压力小于桥对汽车的支持力
C.汽车所需的向心力就是地面对车的支持力
D.为了防止爆胎，车应低速驶过
D
检测反馈
4、如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4；如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g取10 m/s2)（　　）
B
A.15 m/s B.20 m/s
C.25 m/s D.30 m/s
检测反馈
5、有一运输西瓜的汽车，以5 m/s的速率通过一个半径为R＝10 m的凹形桥，车经凹形桥最低点时，车中间一个质量为6 kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为(g取10 m/s2)（　　）
B
A.60 N B.75 N
C.45 N D.0 N

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