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必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等 ） 物理教研组课程资源（孙波提供） 2013.08 水平面内的圆周运动 （1）汽车转弯模型 N G f 安全速率与m无关！ 受力分析如图，重力G和支持力N抵消，静摩擦力f提供向心力 即 而 最大静摩擦力 应满足 （安全速率） 必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等 ） 物理教研组课程资源（孙波提供） 2013.08 （2）火车转弯模型 当设计为外轨高，内轨低时，向心力可以恰好完全由 重力G和支持力N的合力来提供，对内外轨不产生任 何挤压。 若vvm :合外力小于向心力，外侧轨道受到挤压，产生指向圆心的支持力 ，提供部分需要的向心力 若vvm :合外力大于向心力，内侧轨道受到挤压，产生向外的支持力，抵 消多余的合外力 G N F 火车位于水平铁轨上，所需向心力完全由外轨 产生的支持力提供，会对外轨造成较大挤压。 列公式求得 转弯临界速率为 当v=vm 时:合外力等于向心力，对内外轨都不产生挤压 必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等 ） 物理教研组课程资源（孙波提供） 2013.08 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的己知内外轨道对水平面 倾角为，如图所示，弯道处的轨道圆弧半径为R，若质量为m的火 车转弯时的速度小于 ,则则（ ） A内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C这时铁轨对火车的支持力等于 D这时铁轨对火车的支持力大于 必修2 第五章 第七节 汽车、火车转弯问题（中等 ） 物理教研组课程资源（孙波提供） 2013.08 解析： 火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供 向心力 由图可以得出 F合=mgtan（为轨道平面与水平面的夹角） 合力等于向心力，故 当速度小于 ，重力和支持力的合力大于向心力，对内轨道有挤压内轨道对 火车有斜向上的弹力。 则铁轨对火车的支持力小于 故A正确，B、C、D错误 本题关键抓住火车所受重力和支持力的
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