§2.3 §2.3 圆周运动案例分析圆周运动案例分析 水平面的圆周运动水平面的圆周运动 汽车过拱桥FNF 合 =G - F NF 向 =mv2/r由 F 合 = F 向G - F N = mv2/rF N =G - mv2/r < G汽车过凸形桥取向心加速度方向为正方向 思考与讨论 根据上面的分析可以看出,汽车行驶的速度越大,汽车对桥的压力越小。试分析一下,当汽车的速度不断增大时,会有什么现象发生呢?根据牛顿第三定律: F 压 =FN 即:rvmmgF2N压F由上式可知, v 增大时, F 压减小,当 时, F 压 =0 ;当 时,汽车将脱离桥面,发生危险。grv grv 思考与讨论 请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路,分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重量大还是小? F 合 =F N - G F 向 =mv2/r由 F 合 = F 向 F N - G =mv2/r F N =G + mv2/r > GVFNVFN 比较三种桥面受力的情况rvmFGN2FN=GrvmGFN2 讨论与交流:汽车在水平路面转弯做圆周汽车在水平路面转弯做圆周运动时,需要的向心力由什么力提供的?运动时,需要的向心力由什么力提供的?地面给的地面给的静摩擦力静摩擦力提供向心提供向心力力 例 2 、一辆汽车 m=2.0×103kg 在水平公路上行驶,经过半径 r=50m 的弯路时,如果车速度 v=72km/h ,这辆汽车会不会发生事故?已知轮胎与路面间的最大静摩擦力 fm= 1.4×104N 。 赛车在转弯的地方,路面也是外高赛车在转弯的地方,路面也是外高内低,靠内低,靠合力提供向心力合力提供向心力 轮缘轮缘铁轨铁轨 (( 轨距轨距 ))二、铁路的弯道二、铁路的弯道 11 、火车做匀速直线运动和匀速转弯、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同?运动状态是否相同? GFNFF 弹弹 外轨对轮缘的水平弹力提供 外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。火车转弯的向心力。 22 、火车在转弯时,若内外轨是相平的,铁、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?轨如何对火车提供水平方向的向心力? Rmgtan2mvF向心tanRgvh 是内外轨高度差, d 是轨距GN∝∝hd∝F 合 轮缘与外轨间的相互作用力轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损!太大,铁轨和车轮极易受损! 33 、外轨对轮缘的水平弹力提供火车、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力,这种方法在实际中可取吗?转弯的向心...