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第五章圆周运动 火车转弯与汽车过桥类问题的分析 一 汽车转弯 问题 什么力充当汽车转弯需要的向心力 结论 地面对汽车的摩擦力提供了汽车转弯的向心力 如果你是一名司机 过弯时需要注意什么 思考 弯道限速 二 火车转弯 1 若内外轨等高 外轨对轮缘的侧压力提供向心力 火车转弯时什么力提供向心力 思考 火车转弯轨道 外侧轨道高于内侧轨道 高速列车 N F mg 2 火车转弯的向心力由什么力提供呢 向心力由支持力和重力的合力提供 q q 思考 火车以多大速度过弯最理想呢 分析 三 汽车过桥 黄石长江大桥 1 汽车过拱形桥 汽车静止在桥顶与通过桥顶受力情况是否相同 思考 汽车过拱桥桥顶的向心力由什么力提供 分析 讨论 汽车过桥时需要有速度限制吗 经凸桥最高点时 当时 汽车对桥面无压力 2 汽车过凹形桥 汽车静止在桥底与通过桥底受力情况是否相同 思考 汽车通过桥底时的向心力由什么力提供 分析 讨论 汽车过凹形桥时桥时有限速吗 由牛顿第三定律可知 汽车对桥面压力大于汽车的重力 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 1 确定研究对象 2 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 小结 解决圆周运动问题关键在于找出向心力的来源 汽车转弯 火车转弯 汽车过桥 一质量为m的汽车沿转弯半径为40m的水平公路面转弯 若路面对车的最大静摩擦力为车重的0 5倍为使汽车顺利转弯而不滑动的车速最大值多少 例题 例题 一辆质量为1000kg的赛车正以14m s的速度进入一个圆形跑道 已知跑道半径为50m 求 2 当天气晴朗时 赛车和路面之间的摩擦系数是0 60 问比赛过程中赛车是否能顺利通过弯道 3 在雨天时 赛车和路面之间的摩擦系数是0
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