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1、第五章第五章 圆周运动圆周运动火车转弯与汽车过桥类问题的分析火车转弯与汽车过桥类问题的分析一、汽车转弯一、汽车转弯Nmgf问问 题：题：什么力充当汽车转什么力充当汽车转弯需要的向心力？弯需要的向心力？ 结结 论：论：地面对汽车的摩擦力提供地面对汽车的摩擦力提供了汽车转弯的向心力了汽车转弯的向心力如果你是一名司机，过弯时需要如果你是一名司机，过弯时需要注意什么？注意什么？思思 考：考：弯道限速弯道限速二、火二、火 车车 转转 弯弯F1、若内外轨等高，外、若内外轨等高，外 轨对轮缘的侧压力轨对轮缘的侧压力 提供向心力提供向心力火车转弯时什么火车转弯时什么力提供向心力？力提供向心力？思思 考：考：F
2、火车转弯轨道火车转弯轨道外侧轨道高于内侧轨道外侧轨道高于内侧轨道高速列车高速列车NFmg2、火车转弯的向心力由什么力提供呢？、火车转弯的向心力由什么力提供呢？ 向心力由支向心力由支持力和重力持力和重力的合力提供的合力提供q qq q思考：火车以多大速度思考：火车以多大速度 过弯最理想呢？过弯最理想呢？分析：分析：NFmgq qq q三、汽车过桥三、汽车过桥黄石长江大桥黄石长江大桥 1、汽车过拱形桥：、汽车过拱形桥： 汽车静止在桥顶与通过桥汽车静止在桥顶与通过桥 顶受力情况是否相同？顶受力情况是否相同？ 思思 考：考：汽车过拱桥桥顶的向心汽车过拱桥桥顶的向心力由什么力提供？力由什么力提供？分分
3、析：析：NmgNmg讨讨 论：论：汽车过桥时需要有速度限制吗？汽车过桥时需要有速度限制吗？经凸桥最高点时经凸桥最高点时Nmg当当 时，汽车对桥面无压力时，汽车对桥面无压力 2、汽车过凹形桥：、汽车过凹形桥：汽车静止在桥底与通过桥汽车静止在桥底与通过桥 底受力情况是否相同？底受力情况是否相同？ 思思 考：考：汽车通过桥底时的向心力汽车通过桥底时的向心力 由什么力提供？由什么力提供？分分 析：析：VmgmgN讨讨 论：论：汽车过凹形桥时桥时有限速吗？汽车过凹形桥时桥时有限速吗？由牛顿第三定律可知，汽车由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力大于汽车的重力对桥面压力大于汽车的重力mgN四、解决圆周运动问题
4、的基本步骤四、解决圆周运动问题的基本步骤4、牛顿第二定律列方程求解。、牛顿第二定律列方程求解。1、确定研究对象、确定研究对象2、确定轨道平面，找出圆心和半径。、确定轨道平面，找出圆心和半径。3、受力分析，判断哪些力提供向心力。、受力分析，判断哪些力提供向心力。 小小 结结解决圆周解决圆周运动问题运动问题关键在于关键在于找出向心找出向心力的来源力的来源 汽车转弯汽车转弯火车转弯火车转弯汽车过桥汽车过桥一质量为一质量为m m的汽车沿转弯半径为的汽车沿转弯半径为40m40m的水平公路面转弯的水平公路面转弯, ,若路面对若路面对车的最大静摩擦力为车重的车的最大静摩擦力为车重的0.50.5倍倍为使汽车顺
5、利转弯而不滑动的车为使汽车顺利转弯而不滑动的车速最大值多少？速最大值多少？例题：例题：例题、一辆质量为例题、一辆质量为1000kg1000kg的赛车正以的赛车正以 14m/s 14m/s 的速度进入一个圆形跑道的速度进入一个圆形跑道, , 已知跑道半径为已知跑道半径为50m,50m,求：求：（2 2）当天气晴朗时）当天气晴朗时, ,赛车和路面之间赛车和路面之间 的摩擦系数是的摩擦系数是0.60,0.60,问比赛过程问比赛过程 中赛车是否能顺利通过弯道中赛车是否能顺利通过弯道? ?（3 3）在雨天时）在雨天时, ,赛车和路面之间的摩赛车和路面之间的摩 擦系数是擦系数是0.25,0.25,问比赛过程中赛问比赛过程中赛 车是否能顺利通过弯道车是否能顺利通过弯道? ?（1 1）此赛车转弯所需的向心力是多大）此赛车转弯所需的向心力是多大? ?
