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　　三、火车转弯

　　阅读教材第32～33页"火车转弯"部分，知道铁路的弯道上两轨高度的设计特点、目的。

　　1．火车在弯道上的运动特点：火车转弯时实际上做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的向心力。

　　2．向心力的来源

　　(1)若铁路弯道的内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样，铁轨和车轮极易受损。

　　(2)若内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由重力G和支持力N的合力提供。

　　思维拓展

　　如图2为火车在转弯时的受力分析图，试根据图讨论以下问题：

　　图2

　　(1)火车转弯处的轨道有什么特点？

　　(2)火车通过转弯处要按照规定速度行驶，火车弯道处的规定速度与什么有关？当行驶速度过大或过小时，火车会对哪侧轨道有侧压力？

　　答案　(1)火车转弯处外轨略高于内轨。

　　(2)当轮缘与铁轨间没有弹力时，火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtan θ＝m，则v0＝，故规定行驶速度由R和θ决定。当火车行驶速度v＞v0＝时，重力和支持力的合力提供向心力不足，此时外侧轨道对轮缘有向里的侧向压力；当火车行驶速度v＜v0＝时，重力和支持力的合力提供向心力过大，此时内侧轨道对轮缘有向外的侧向压力。

四、离心运动