匀速圆周运动的实例分析.doc

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1、匀速圆周运动的实例分析匀速圆周运动的实例分析分析和解决匀速圆周运动的问题，重要的是把向心力的来源弄清楚下面我们要分析一些实例，希望同学们务必注意这一问题有的同学认为，做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要受到一个向心力的作用这是不对的向心力是按效果命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力火车转弯火车转弯 在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力等于零在火车转弯时，是什么力作为向心力的呢？原来，火车的车轮上有突出的轮缘（图 5-32），如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是使火车转弯

2、的向心力（图 5-33）火车质量很大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力要很大，铁轨容易受到损坏如果在转弯处使外轨略高于内轨，火车驶过转弯处时，铁轨对火车的支持力 FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力 G 的合力指向圆心，成为使火车转弯的力这就减轻了轮缘与外轨的挤压在修筑铁路时，要根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力 G 和支持力 FN的合力 F 来提供（图 5-34）这样，外轨就不受轮缘的挤压了汽车过拱桥汽车过拱桥 在各种公路上拱形桥是常见的，质量为 m 的汽车在拱桥上以速度 v 前进，桥面的圆弧半径为 R，我们来分析汽车通过桥的最高点时对桥面的压力在这里，我们选汽车作为研究对象（图 5-35），先来分析汽车所受的力知道了桥对汽车的作用力，桥所受的压力也就知道了汽车在竖直方向受到两个力的作用：重力 G 和桥的支持力 F1当汽车在此静止不动时，G 和 F1相互平衡，合力为零当汽车在桥上运动经过最高点时，G 和 F1在一条直线上，它们的合力是使汽车做圆周运动的向心力 F，方向竖直向下，即 F=G-F1由此解出桥对车的支持力汽车对桥的压力与桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力，大小相等由上式可以看出这个压力小于汽车的重量 G