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2021-2022学年人教版必修二高一物理6-4生活中圆周运动导与练(学生--第1页

【知识清单】

火车转弯

1．火车车轮的特点

火车的车轮有凸出的轮缘，火车在铁轨上运行时，车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面，

这种结构特点，主要是避免火车运行时脱轨，如图所示。

2．火车弯道的特点

弯道处外轨高于内轨，火车在行驶过程中，重心高度不变，即火车的重心轨迹在同一水

平面内，火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。

3．火车转弯的向心力来源

火车速度合适时，火车只受重力和支持力作用，火车转弯时所需的向心力完全由支持力

和重力的合力来提供。如图所示。

v2

即mgtanθ＝m0，

R

解得v＝gRtanθ。

0

4．轨道轮缘压力与火车速度的关系

(1)当火车行驶速率v等于规定速度v时，内、外轨道对轮缘都没有侧压力。

0

(2)当火车行驶速度v大于规定速度v时，火车有离心运动趋势，故外轨道对轮缘有侧

0

压力。

(3)当火车行驶速度v小于规定速度v时，火车有向心运动趋势，故内轨道对轮缘有侧压力

0

二、汽车过拱形桥

汽车过拱形桥汽车过凹形路面

受力分析

v2v2

向心力F＝mg－F＝mF＝F－mg＝m

nNrnNr

对桥(路面)v2v2

F′＝mg－mF′＝mg＋m

的压力NrNr

汽车对桥的压力小于汽车的汽车对路面的压力大于汽车的

结论重力，而且汽车速度越大，重力，而且汽车速度越大，汽车

汽车对桥的压力越小对路面的压力越大

离心运动

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1．物体做离心运动的原因

提供向心力的合力突然消失，或者合力不足以提供所需的向心力．

2．离心运动、近心运动的判断：物体做圆周运动时出现离心运动还是近心运动，由实际提

v2

供的合力F和所需向心力(m或mω2r)的大小关系决定．(如图6所示)

合r

2

(1)当F＝mωr时，“提供”等于“需要”，物体做匀速圆周运动；

合