1、小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学火车、汽车拐弯的动力学问题一、考点突破：二、重难点提示：重点：1.掌握火车、汽车拐弯时的向心力来源；2.会用圆周运动的规律解决实际问题。难点：能从供需关系理解拐弯减速的原理。一、火车转弯问题1.火车在水平路基上的转弯（1）此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。（2）外轨对轮缘的弹力提供向心力。（3）由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。2.实际弯道处的情况:外轨略高于内轨道（1）对火车进行受力分析：火车受铁轨支持力N的方向不再是竖直向上，而是斜向弯道的内侧，同
2、时还有重力G。（2）支持力与重力的合力水平指向内侧圆心，成为使火车转弯所需的向心力。【规律总结】转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力 N来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。3.限定速度v 知识点考纲要求题型说明火车、汽车 拐 弯的 动 力学问题1.掌握火车、汽车拐弯时的向心力来源2.能从供需关系理解拐弯减速的原理3.会用圆周运动的规律解决实际问题选择题、计算题重点内容是圆周运动规律具体应用，考查重点是把具体问题抽象成模型，利用规律进行解题，物理情景源于身边的物理现象小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学分析：火车转弯时需要的向心力由火车重力
3、和轨道对它的支持力的合力提供。F合=mgtan=rvm2由于轨道平面和水平面的夹角很小，可以近似地认为tan sin =h/d 代入得：mgdh=rvm2drghv思考：在转弯处：（1）若列车行驶的速率等于规定速度，则两侧轨道是否受车轮对它的侧向压力。（2）若列车行驶的速率大于规定速度，则_轨必受到车轮对它向_的压力（填“内”或“外”）。（3）若列车行驶的速率小于规定速度，则_轨必受到车轮对它向_的压力（填“内”或“外”）。二、汽车转弯中的动力学问题1.水平路面上的转弯问题：摩擦力充当向心力 umg=mv2/r。由于摩擦力较小，故要求的速度较小，否则就会出现离心现象，发生侧滑，出现危险。小学+
4、初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学2.实际的弯道都是外高内底，以限定速度转弯，受力如图。Mgtan=Mv2/r v=tanrg当 v tanrg，侧向下摩擦力的水平分力补充不足的合外力；v tanrg，侧 向 下 摩 擦 力 的水 平 分 力 补 充 不足的合外力v tanrg，侧 向 上 摩 擦 力 的水 平 分 力 抵 消 过剩的合外力v=tanrg，沿 斜 面 方 向 的 摩擦力为零，重力和支 持 力 的 合 力 提供向心力满分训练：火车轨道在转弯处，外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是（）当以 v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力 当以 v 的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力 当速度大于v 时，轮缘挤压外轨 当速度小于v 时，轮缘挤压外轨A.B.C.D.思路分析：在某转弯处规定速度行驶，重力和支持力的合力充当向心力，轮、轨之间无小学+初中+高中+努力=大学小学+初中+高中+努力=大学侧压力。速度过大，由外轨对外轮产生向内的侧压力；速度过小，内轨对内轮产生向外的侧压力。故答案为A。答案：A
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