勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析_第1頁
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析_第2頁
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析_第3頁
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文檔簡介

1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析分析和解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題，重要的是把向心力的來源弄清楚.下面我們要分析一些實(shí)例， 希望同學(xué)們務(wù)必注意這一問題.有的同學(xué)認(rèn)為，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體除了受到另外物體的 作用，還要受到一個(gè)向心力的作用.這是不對的.向心力是按效 果命名的力，任何一個(gè)力或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是使 物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力.火車轉(zhuǎn)彎在平直軌道上勻速行駛的火車，所受的合力等于零.在火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，是什么力作為向心力的呢？原來，火車的車 輪上有突出的輪緣（圖5-32 ），如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，外 側(cè)車輪的輪緣擠壓外軌，使外軌發(fā)生彈性形變，外軌對輪緣的彈 力就是使火車轉(zhuǎn)彎的向心

2、力（圖 5-33 ）.火車質(zhì)量很大，靠這 種辦法得到向心力，輪緣與外軌間的相互作用力要很大，鐵軌容易受到損壞.齟5-33外軌作用在火車輪緣上的力F是愎火車轉(zhuǎn)彎的向心力如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，火車駛過轉(zhuǎn)彎處時(shí)，鐵軌 對火車的支持力Fn的方向不再是豎直的，而是斜向彎道的內(nèi)側(cè)， 它與重力G的合力指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的力.這就減輕了 輪緣與外軌的擠壓.在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑和 規(guī)定的行駛速度，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差， 使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向 心力完全由重力G和支持力Fn的合力F來提供（圖5-34 ）.這 樣，外軌就不受輪緣的擠壓了.圖5-34外軟亶于內(nèi)軌時(shí)重力G與支持力和的臺(tái)力F是決頭車轉(zhuǎn)這的向心力汽車過拱橋在各種公路上拱形橋是常見的，質(zhì)量為m的汽車在拱橋上以速度v前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為 R,我們來分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對橋面的壓力.在這里，我們選汽車作為研究對象（圖5-35 ），先來分析汽車所受的力.知道了橋?qū)ζ嚨淖饔昧Γ?橋所受的壓力也就知道 了.汽車在豎直方向受到兩個(gè)力的作用：重力G和橋的支持力Fi.當(dāng)汽車在此靜止不動(dòng)時(shí)，G和Fi相互平衡，合力為零.當(dāng)汽車在橋上運(yùn)動(dòng)經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，G和Fi在一條直線上，它們的合力是使汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 F,方向豎直向下，即F=G-F又所以由此解出橋?qū)嚨闹С至ζ噷虻膲毫?/p>

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