2018-2019学年新设计物理必修二鲁科版讲义：第4章匀速圆周运动第3节 Word版含答案-302edu教育资源网

思维拓展

过山车和乘客在轨道上的运动是圆周运动，如图2所示，过山车驶至轨道的顶部，车与乘客在轨道的下方，为什么车与乘客不会掉下来？

图2

答案　过山车驶至轨道的顶部时，车所受的重力和轨道的弹力的合力提供车做圆周运动的向心力，满足车做圆周运动的条件，而非近心运动或自由落体运动。

　火车转弯问题的分析与计算

[要点归纳]

1.火车轮缘结构特点：火车的车轮有凸出的轮缘。火车在轨道上运行时，车轮上有凸出轮缘的一边在两轨道内侧，如图3所示。这种结构特点，主要是防止火车脱轨。

图3

2.火车在弯道上的运动特点：火车在弯道上运动时，实际上是在做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，所以需要很大的向心力。

3.向心力的来源：外轨高于内轨，向心力由火车的重力和轨道支持力的合力提供，不易损坏铁轨，运行更安全。

图4

4.转弯速度与轨道压力的关系：对转弯行驶的火车，由向心力公式得：mgtan

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