第 7 节 生活中的圆周运动一、铁路的弯道┄┄┄┄┄┄┄┄①1.火车在弯道上的运动特点:火车在弯道上运动时做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力
2.铁路弯道的特点(1)火车车轮的结构特点火车的车轮有突出的轮缘,如图所示,且火车在轨道上运行时,有突出轮缘的一边在两轨道内侧,这种结构特点,主要是有助于固定火车运动的轨迹
(2)转弯处外轨略高于内轨
(3)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道内侧
(4)铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心,它提供了火车做圆周运动的向心力
[说明](1)如果在转弯处内外轨道一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力提供火车转弯时的向心力,如图所示
但火车质量太大,靠这种办法得到向心力,轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损
(2)修筑铁路时,在转弯处使外轨略高于内轨,并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和支持力的合力来提供
这样,轨道与轮缘也就几乎没有挤压了
二、拱形桥┄┄┄┄┄┄┄┄②1.向心力来源:汽车过拱形桥时做圆周运动,所需向心力由重力和桥面的支持力提供
2.拱形桥上的受力特点(1)通过凸形桥最高点(如图甲)时,汽车的向心加速度方向竖直向下,汽车处于失重状态
(2)通过凹形桥最低点(如图乙)时,汽车的向心加速度方向竖直向上,汽车处于超重状态
[说明]为使汽车对桥压力不超出桥的最大承受力,汽车有最大行驶速度限制
②[判一判]1.汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车的重力,加速行驶时大于车的重力(×)2.汽车在凸形桥上行驶时,速度较小时,对桥面的压力大于车重,速度较大时,对桥面的压力小于车重(×)3.汽车过凹形桥时,对桥面的压力一定大于车重(√)三、航天器中的失重现象┄┄┄┄┄┄┄┄③1.