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6.8 生活中的圆周运动二、火车转弯外轨外轮内轮内轨1、内外轨道一样高时:F向心力 F 由外侧轨道对 外轮的压力提供2、当外轨略高于内轨时:F火车的向心力:由mg和FN 的合力提供mgFN火车的力:竖直向下的重力 mg垂直轨道面的支持力 FN赛车转弯自行车比赛例、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径 为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力 是多大?二、拱型桥h例、质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r 的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是 多大?解:汽车通过桥顶时,受力情况如图:汽车通过桥顶时:mgFNFN由牛顿第二定律:由牛顿第三定律:Or注意:汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN将消失,汽车将飞离桥面。你见过凹形的桥吗?泸定桥h由牛顿第二定律:GFNFN拓展: 汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹 型桥面,如图所示,求汽车在最低点时对桥 面的压力是多大?解:汽车通过底部时,受力情况如图:注意:汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN过大,汽车可能压坏凹型桥或者爆胎。r拱型桥:凹型桥:无论过拱型桥还是凹型桥, 都应当减速行驶。mgFN根据牛顿第二定律:地球可以看作一个巨大的拱型桥,其半径就 是地球半径R(R=6400km),若汽车不断加速, 则地面对它的支持力就会变小,汽车速度多大时 ,支持力会变成零?此时司机处于完全失重状态。生活中有很多运动都可以看作圆周运 动,解决这类问题的关键就是(1)明确对象,找出圆周平面,确定圆心和半径;(2)进行受力分析,画出受力分析图;(3)求出在半径方向的合力,即向心力;(4)用牛顿第二定律 结合匀速圆周运动的特点列方程求解。处理圆周运动问题的一般步骤:选准研究对象进行受力分析。
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