离心现象高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册.pptxVIP

第三章圆周运动

第3节离心现象

作者编号：43001

学习目标

1.会分析火车转弯、汽车过凹、凸桥等实际运动问题中

向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题。

2.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运

动的应用及危害。

作者编号：43001

新课导入

在铁路弯道处，内、外轨道的高度一样吗？

作者编号：43001

新课讲解

一、车辆转弯时所需的向心力

1.汽车在水平路面转弯汽车在水平地面上转弯时是什么力提供向心力的呢?

N

fO

mg

当所需要的向心力大于所提供的向心力（即最大静摩擦力）时，汽车将发生侧滑现象。

作者编号：43001

新课讲解

火车转弯时是什么力提供向心力的呢?

作者编号：43001

新课讲解

2.火车转弯时向心力的来源

铁路弯道的内外轨一样高，火车

转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外

轨，使外轨发生弹性形变，外轨

F弹=Fn

对轮缘的弹力是火车转弯所需向

心力的主要来源。

由于火车质量太大，因此需要很大的向心力，靠这种方法得到向心力，

不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。

作者编号：43001

新课讲解

问题2：如果外轨略高于内轨，情况又如何呢？

θ

Ø先确定轨道平面，是1，还是2？

F合2

Ø再以火车为研究对象进行受力分析，确

定提供的向心力大小1

mg

通过对比发现，如果使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力与重

力的合力指向圆心，提供了一部分向心力，这就减轻了轮缘与外轨间的挤压。

我们如何计算这种情况下的向心力呢？

作者编号：43001

新课讲解

3.火车转弯的临界速度的推导

我们先假设火车某次过倾角为θ的弯道时，火车与轨道之间没有挤压，求此

时的速度v0：

θ

火车转弯的向心力由重力与轨道对火车的支持力提供

F合

Fnmgtan①

根据向心力公式：hL

mv2

Fn②

rmg

h

θ比较小时tansin③

L