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(1)受力分析:当外轨比内轨高时,铁轨对火车的支持力不再是竖直向上,和重力的合力可以提供向心力,可以减轻轨和轮缘的挤压。最佳情况是向心力恰好由支持力和重力的合力提供,铁轨的内、外轨均不受到侧向挤压的力。如图所示火车受到的支持力和重力的合力的水平指向圆心,成为使火车拐弯的向心力,(2)向心力为:火车转弯时的规定速度为:
(3)讨论:当火车实际速度为v时,可有三种可能:
①时,外轨向内挤压轮缘,提供侧压力。②时,内外轨均无侧压力,车轮挤压磨损最小。
③,内轨向外挤压轮缘,提供侧压力。
2、拱形桥
(1)汽车过拱桥时,牛二定律:
 结论:,属于失重状态。
 ,汽车对桥面的压力越小。当速度不断增大的时候,压力会不断减小,当达到某一速度时,汽车对桥面完全没有压力,汽车“飘离”桥面。汽车以大于或等于临界的速度驶过拱形桥的最高点时,汽车与桥面的相互作用力为零,汽车只受重力,又具有水平方向的速度的,因此过最高点后汽车将做平抛运动。
(2)汽车过凹桥时,牛二定律:
结论:,属于超重状态。
,汽车对桥面的压力越大。当速度不断增大的时候,压力会不断增大。
3、航天器中的失重现象
航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动,其向心力也是由重力提供的,此时重力完全用来提供向心力,不对其他物体产生压力,即里面的人和物出于完全失重状态。
4、离心运动
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力情况下,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。
(2)本质:离心现象是物体惯性的表现。
(3)应用:洗衣机甩干桶,火车脱轨,棉花糖制作。
(4)离心;向心。
5、临界问题
,当它们通过最高点时:
(1)时,物体没有达到轨道最高点便发生斜抛,离开了轨道。
(2)时,,物体恰好通过轨道最高点,绳或轨道与物体间无作用力。
(3)时,,,绳或轨道对物体产生向下的作用力。
:杆和管对物体能产生拉力,也能产生支持力。当物体通过最高点时:
(1)当时,,杆中表现为支持力。(物体到达最高点的速度为0。)
(2)当时,,,杆或轨道产生对物体向上的支持力。
(3)当时,,N=0,杆或轨道对物体无作用力。
(4)当时,,,杆或轨道对物体产生向下的作用力。