火车转弯课件

圆周运动速匀实例分析在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？1.火车拐弯时圆周运动的圆轨道在水平面还是竖直面上？内外轨等高时向心力由什么力提供？火车转弯处内外轨无高度差火车车轮的结构特点：外轮外轨内轮内轨根据牛顿第二定律F=m可知RV2根据牛顿第二定律F=m可知RV2RV2火车质量很大火车质量很大外轨对轮缘的弹力很大外轨对轮缘的弹力很大外轨和外轮之间的磨损大，铁轨容易受到损坏FF向心力F由外侧轨道对外轮缘的压力提供注意观察铁轨弯道的特点转弯处外轨略高于内轨2.既要保持火车高速行驶又要安全转弯，若你是铁路工程师，应该如何设计铁路？问题：设车轨间距为L，两轨间高度差为h，转弯半径为R，火车的质量为M。（1）求火车转弯时速度v0为多大轮缘对铁轨的侧压力正好为零解：如图，F合=Gtanα=Gsinα(当α很小时)=mg(h/L)由牛顿第二定律：F合=mv02/R则H=v02L/gR或分析：若轮缘与铁轨间无作用时，则转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力N的合力来提供。设转弯处轨道与水平面夹角为α。h是内外轨高度差，L是轨距LRghv0（1）当火车行驶速率vv0时，会出现什么情况?火车行驶速率vv规定火车行驶速率vv规定GGNNN‘N‘当vv0时，由于火车有离心运动的趋势，对外轨有挤压作用，外轨对轮缘提供侧压力。（2）当火车行驶速率vv0时，会出现什么情况?火车行驶速率vv规定时火车行驶速率vv规定时GGNNN’N’当vv0时，由Mg、FN提供的向心力过大，车轮挤压内轨，侧压力由内轨提供。质量m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为30度.弯道半径R=45m.1、当火车的速度V1=10m/s时,轨道何处受侧压力?2、当火车的速度V2=15m/s时,轨道何处受侧压力?3、当火车的速度V3=20m/s时,轨道何处受侧压力?练习1、当火车转弯时的速率等于规定（临界速度）时，内、外轨道对车轮（轮缘）都没有侧压力，为理想转弯速度。2、当火车转弯时的速率小于规定（临界速度）时，内轨道对车轮（轮缘）有侧压力。内轨易损坏。3、当火车转弯时的速率大于规定（临界速度）时，外轨道对车轮（轮缘）有侧压力。外轨易损坏。分析一段铁路转弯处,内外规高度差为h=10cm,弯道半径为r=625m,规矩长L=1444mm,求这段弯道的设计速度是多大?时，物体作离心运动；rvmF2合时，物体靠近圆心运动。rvmF2合vR时，物体作圆周运动；rvmF2合