匀速圆周运动的实例分析、离心现象及应用

北 京 四 中 匀速圆周运动的实例分析、离心现象及应用 编稿老师：李建宁 审稿老师：李建宁 责 编：郭金娟 内容讲解： 1 、火车转弯问题： （1）若火车转弯处铁轨的内外轨在同一水平面，火车转弯时外侧铁轨将对车轮产生侧压力 提供火车转弯时所需的向心力。由于火车质量极大，侧压力极大，铁轨易受到损坏。 （2）若使转弯处铁轨的外轨略高于内轨，使火车所受重力和支持力的合力提供向心力，当火车以设定的速度转弯时，可消除铁轨与轮缘之间的挤压力。 例：设两铁轨相距为 d，内外轨高度差为 h，两轨平面与水平面夹角为 θ，转弯处转弯半径为 R。 根据牛顿第二定律： F合=F向=mg·tanθ=m 因 θ 很小，tanθ≈sinθ 则：v02=Rgsinθ sinθ= v0= 当火车以车速v0 转弯时，车轮缘与内外轨无侧压力； 若 v>v0 时，外轨对轮缘产生侧压力，以提供更大的向心力； v