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一、学习目标
目标1：通过火车转弯分析水平面上的匀速圆周运动。
思考1：火车转弯时如果仅靠外轨对火车轮缘的弹力力提供向心力，会带来什么问题？
目标2：通过汽车转弯现象分析水平面上的匀速圆周运动。
思考2：高速公路的转弯处，公路的外沿设计的比内沿略高，若汽车以设计速度转弯时，所需向心力由什么力提供？
二、问题与例题
问题 1：火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，当火车在等高轨道处转弯时，我们说它做圆周运动，是什么力提供火车转弯时所需向心力呢？
问题2:靠外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯时所需的向心力，在实际中可取吗？为什么？
【思考1】假如你是一个工程师，为了减轻铁轨和车轮的受损程度，你能提出哪些可行的方案？
【例题1】 已知火车速度为30m/s ，弯道的半径 r=900m，火车的质量为8×105kg。（g 取10m/s2）
（1）、转弯时所需要的向心力多大？
（2）、若轨道不受轮缘的挤压，轨道与水平面的夹角θ是多大？
（3）、若轨距为d=1.4m，此时内外轨的高度差h是多少？ (θ很小时，近似有tan θ=sinθ)
（4）、若火车速度为40m/s，此时轮缘的受力情况如何？
【拓展练习1】水平转盘上放有质量为m的物快，当物块到转轴的距离为r时，若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的倍，求转盘转动的最大角速度是多大？
【拓展练习2】用长L=0．5m的细绳，一端拴一质量m=1kg的小球，另一端固定在离水平桌高h=O．3m的0点上，使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动。如果运动速率v=1．2m／s，求此时绳对球的拉力与球对桌面的压力。为使小球不离开桌面做圆周运动，它的速率不能超过多大?
问题3：汽车转弯时，情况又如何？
小结：在水平面内做圆周运动的物体，其受力和运动有什么特点?
三、目标检测
1、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则( )
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθ
D．这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ
2．汽车在半径为r的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的滑动摩擦系数为μ，那么使汽车发生侧滑的最小速率是( )
A． B． C． D．
3、物体放在水平圆盘上，当圆盘绕竖直轴转动时，物体相对于圆盘静止，则提供物体作圆周运动的向心力是( )
A．重力 B．弹力 C．摩擦力 D．万有引力
配餐作业
从下列三组题中任意选择两组题完成，建议选择AB或BC
A组题
1、关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（ ）
A.内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故
B.因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒
C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压
D.以上说法均不正确
2、在水平面上转弯的汽车，向心力是（ ）
A.重力和支持力的合力提供 B.静摩擦力提供
C.滑动摩擦力提供 D.重力、支持力和牵引力的合力提供
B组题
1、 用细线拴住一个小球并使之在水平内做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )
A．在角速度相同的条件下，线越短越容易断；
B．在角速度相同的条件下，线越长越容易断；
C．在线速度相同的条件下，线越长越容易断；
D．线速度越小，线越长越容易断．
2、一个内壁光滑的圆锥形筒固定在地面，轴线沿竖直方向，有质量相等的A，B两小球沿筒内壁在水平面内做匀速圆周运动，A的半径较大，则（ ）
A．A球的角速度大于B球的角速度；
B．A球的线速度大于B球的线速度；
C．4球的加速度大于B球的加速度；
D．A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力．
3、如图所示，当所示装置绕竖直轴O1O1′做匀速转动时，下列说法中不正确的是( )
A．摆线中张力为mg／cosθ
B．当张角θ为零时，转动角速度ω也为零；
C．若ω一定，转轴由O1O1′改为O2O2′，则摆线张角θ增大；
D．摆球运动周期T>2λ
4、如图所示，水平圆盘可绕通过圆的竖直轴转动，两个小物体甲和乙的质量相同，它们与圆盘间的最大静摩擦力都是fm，两物体之间连一根细线，此细线过圆心，物体甲到圆心的距离为r1，物体乙到圆心的距离为r2，且r1
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