
一、火車轉(zhuǎn)彎
1.如果鐵道彎道的內(nèi)外軌一樣高,火車轉(zhuǎn)彎時,由外軌對輪緣的彈力提供向心力,由于質(zhì)量太大,因此需要很大的向心力,靠這種方法得到向心力,不僅鐵軌和車輪極易受損,還可能使火車側(cè)翻.
2.鐵路彎道的特點
(1)彎道處外軌略高于內(nèi)軌.
(2)火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的,而是斜向彎道的內(nèi)側(cè).支持力與重力的合力指向圓心.
(3)在修筑鐵路時,要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度,適當選擇內(nèi)外軌的高度差,使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由重力G和彈力FN的合力來提供.
二、拱形橋
三、航天器中的失重現(xiàn)象
1.向心力分析:宇航員受到的地球引力與座艙對他的支持力的合力提供向心力,由牛頓第二定律:mg-FN=meq \f(v2,R),所以FN=mg-meq \f(v2,R).
2.完全失重狀態(tài):當v=eq \r(Rg)時,座艙對宇航員的支持力FN=0,宇航員處于完全失重狀態(tài).
四、離心運動
1.定義:做圓周運動的物體沿切線飛出或做逐漸遠離圓心的運動.
2.原因:向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力.
3.離心運動的應用和防止
(1)應用:離心干燥器;洗衣機的脫水筒;離心制管技術;分離血漿和紅細胞的離心機.
(2)防止:轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高;在公路彎道,車輛不允許超過規(guī)定的速度
技巧點撥
一、火車轉(zhuǎn)彎問題
1.彎道的特點
鐵路彎道處,外軌高于內(nèi)軌,若火車按規(guī)定的速度v0行駛,轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,即mgtan θ=meq \f(v\\al( 2,0),R),如圖所示,則v0=eq \r(gRtan θ),其中R為彎道半徑,θ為軌道平面與水平面間的夾角.
圖
2.速度與軌道壓力的關系
(1)當火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時,所需向心力僅由重力和支持力的合力提供,此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用.
(2)當火車行駛速度v>v0時,外軌道對輪緣有側(cè)壓力.
(3)當火車行駛速度veq \f(mv2,r),物體做近心運動,即“提供過度”.
(3)若0
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