3.圆周运动实例分析3火车转弯

火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？火车转弯视频播放c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。1、内外轨道一样高时GFNFa：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。外轨内轨2、外轨略高于内轨时hdθFNGFn设车轨间距为L，两轨间高度差为H，转弯半径为R，质量为M的火车运行。据三角形边角关系：LHsin对火车受力情况分析：若完全由重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无压力MgFtan根据牛顿第二定律RvmmgF2tanLRgHRgvtanθ很小时有tansin实际中，铁轨修好后H、R、L定，又g给定值，所以火车拐弯时的车速为一定值。a.当火车的重力与轨道对它的支持力的合力恰好提供向心力时,轮缘与内外轨均无侧压力,该速度称为理想行驶速度V0.RmmgF20tantan0Rgvb.当火车行驶速度VV0时,重力与支持的合力不足以提供火车运动的向心力,火车需要依靠外轨对轮缘的侧压力的一个分力来补充.RmNFX2c.当火车行驶速度VV0时,重力与支持的合力大于火车运动时需要的向心力,火车需要依靠内轨对轮缘的侧压力的一个分力来抵消.RmNFX2外轨对外轮缘有弹力tanRgv内轨对内轮缘有弹力tanRgv1、火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是（）A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力2.近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产机车总质量为m，如图已知两轨间宽度为L，内外轨高度差为h，重力加速度为g，如果机车要进入半径为R的弯道，请问，该弯道处的设计速度最为适宜的是FNmgFrvm2tangrvtanmgFθ1.0/sintanlh又smv/30lh3、火车以半径r=900m转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？4、水平路面对汽车的最大静摩擦力为汽车重力的k倍，在水平路面上沿半径为r的圆周转弯的汽车，其最大安全速率为。GNfrmvf2kmgfmkgrvkgrvm