高中物理第五章曲线运动57生活中的圆周运动同步配套新人教版必修2PPT课件
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高中物理人教版(必修二)课件第五章 7.生活中的圆周运动 (共38张PPT)
cos������ ������������ D.这时铁轨对火车的支持力大于 cos������
解析:
由牛顿第二定律 F
������2 ,解得 合=m ������
F
合
=mgtan θ,此时火车受重力和
������������ ,内、外轨 cos������
铁路轨道的支持力作用,如图所示,FNcos θ=mg,则 FN= 道对火车均无侧压力,故 C 正确,A、B、D 错误。 答案:C
迁移应用 铁路转弯的圆弧半径是 300 m,轨距是 1 435 mm,规定火车通过 这里的速度是 72 km/h。则: (1)内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压? (2)保持内外轨的这个高度差,如果车的速度大于或小于 72 km/h,会分别发生什么现象?说明理由。 解析:(1)火车在转弯时所需的向心力在“临界”状况时由火车所 受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供,如图所示,图中 h 为内 外轨的高度差,d 为轨距。
思考探究 1.在平直轨道上匀速行驶的火车,所受的合力为零,那么火车在 转弯时呢?是什么力提供向心力? 答案:火车转弯时,所受合力不再是零;此时需要铁轨对火车提 供水平方向的力充当向心力。 2.内外铁轨相平时,铁轨怎么会对火车提供水平方向的作用力 呢? 答案:内外轨相平时,外轨对火车外轮产生水平向里的弹力,提供 火车转弯所需的向心力。 3.内外铁轨相平时,外轨对外轮轮缘的弹力提供使火车转弯的 向心力,这种方法在实际中可取吗?为什么? 答案:这种方法不可取,因为火车质量巨大,转弯时需要巨大的向 心力,仅靠铁轨的侧向弹力提供的话,很容易损坏铁轨。 4.为了使铁轨不受到损坏,在铁轨铺设方面,应该采取怎样的措 施呢? 答案:在转弯处,使外轨略高于内轨,转弯时火车所受的重力和铁 轨对火车的弹力的合力充当向心力。
(完整版)人教版高中物理必修二第五章曲线运动教材分析课件(共51张PPT)
26
第1节 曲线运动
曲线运动的概念；曲线运动的方向；曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船＞v水 3.若v船＜v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时，
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤，减小台阶，降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量（长度一样）。
2.将vA的起点移到B，并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点， vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度，Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
－θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA＝v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意：1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
第1节 曲线运动
曲线运动的概念；曲线运动的方向；曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船＞v水 3.若v船＜v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时，
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤，减小台阶，降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量（长度一样）。
2.将vA的起点移到B，并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点， vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度，Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
－θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA＝v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意：1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
人教版物理必修二 第五章 第7节 生活中的圆周运动(共27张PPT)
θ很小时,sinθ≈tanθ
N
生 铁路的弯道
活
中 (2) 外轨高内轨低时转弯
的 mg tan m v2 此为火车
圆
r 转弯时的
Fn
r
θ
周
mg sin m v2 设计速度
G
运
r
L
动
mg h m v2
Lr
h
θ
v ghr L
思考:
(1)如果v行驶>v设计,情况如何? (2)如果v行驶<v设计,情况如何?
三、航天器中的失重现象和离心运动
思考与讨论
思考地与球讨可论以看做一 个巨大的拱形桥， 桥面的半径就是地 球的半径。会不会 出现这样的情况： 速度大到一定程度 时，地面对车的支 持力是零？这时驾 驶员与座椅之间的 压力是多少？……
对宇航员，重力提供向心力： mg= mv2/r 由此可以得出 v gr 此时人对座椅的压
例
如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥 面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，
以下说法正确的是 ( BC )
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、 桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力 和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力
黄石长江大桥
汽车过桥问题
1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？
泸【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的
N
定 桥
向心力，由牛顿第二定律得：
G N m v2 r v2
N G越小。
G
当 v gr 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
新人教版高中物理必修二%3A5.7 生活中的圆周运动 课件 (共33张PPT)
力
B
重力、外管 壁的支持力 或内管壁的
支持力
重力，桥面 支持力
练习：如图示，质量为M的电动机始终静止于地面，
其飞轮上固定一质量为m的物体，物体距轮轴为r，
为使电动机不至于离开地面，其飞轮转动的角速度ω
应如何？
解：当小物体转到最高点时， 对底座,受到重力Mg和物体对底座的拉力T
m
r
ω
M
为使电动机不至于离开地面，必须 T≤Mg
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
则 mg+N2=mv22 /l
得 N2=4.4 N
A mg
由牛顿第三定律，球对管壁的作用力分别 为 (1) 对内壁1.6N向下的压力
N2 O
(2)对外壁4.4N向上的压力.
示意图
绳 mA
L O
杆 mA
L O
圆管 mA
R O
桥面
mA
m的受 力情况
最高点A 的速度
B
重力、绳的 拉力
B
重力、杆的 拉力或支持
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一 个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作 用的缘故
3、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现
1mv2
2
mg(1Rcos)
即将离开时FN=0
arcc2os48.2
B
重力、外管 壁的支持力 或内管壁的
支持力
重力，桥面 支持力
练习：如图示，质量为M的电动机始终静止于地面，
其飞轮上固定一质量为m的物体，物体距轮轴为r，
为使电动机不至于离开地面，其飞轮转动的角速度ω
应如何？
解：当小物体转到最高点时， 对底座,受到重力Mg和物体对底座的拉力T
m
r
ω
M
为使电动机不至于离开地面，必须 T≤Mg
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
则 mg+N2=mv22 /l
得 N2=4.4 N
A mg
由牛顿第三定律，球对管壁的作用力分别 为 (1) 对内壁1.6N向下的压力
N2 O
(2)对外壁4.4N向上的压力.
示意图
绳 mA
L O
杆 mA
L O
圆管 mA
R O
桥面
mA
m的受 力情况
最高点A 的速度
B
重力、绳的 拉力
B
重力、杆的 拉力或支持
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一 个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作 用的缘故
3、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现
1mv2
2
mg(1Rcos)
即将离开时FN=0
arcc2os48.2
人教版高一物理必修2第五章曲线运动第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+PPT,32张,内含视频)
人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ） 人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ）
人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ） 人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ）
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人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ） 人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ）
人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ） 人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ）
人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ） 人教版高一物理必修2第五章曲线运动 第7节 生活中的圆周运动课件(希沃白板+ PPT,32 张，内 含视频 ）
新人教版高一物理必修二教学课件 5.7 生活中的圆周运动 (共24张PPT)
3.说明：物体做离心运动的根本原 因是“惯性”造成的
4.离心运动的应用
1）、离心干燥 器
2）、洗衣机脱水桶
4.离心运动的应用
3）、用离心机把 体温计的水银柱甩 回下面的液泡内
4）、制作“棉花”糖
5.、离心运动的防止：
1）、在水平公路上行驶的汽车转弯时
在水平公路上行驶的汽车，转
弯时所需的向心力是由车轮与
向心力由___重__力__和__弹__力__的__合__力______提供.
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥
活 中
FN
的
圆
周
运
动
mgFN
v2 m
r
FN
mgmv2mg
r
根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的 压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现 象发生呢？
运
r
动
mgh mv2
h
Lr
θ很小时,sinθ=tanθ N
Fn
r
θ
G
L
θ
v ghr L
h、r越大,火车转 弯越安全
思考:
(1)如果v行驶>v安全,情况如何? (2)如果v行驶<v安全,情况如何?
v 0
ghr L
当v=v0时：
轮缘不受侧向压力
F弹 F弹
当v>v0时： 轮缘受到外轨向内的挤压力, 外轨易损坏。
路面的静摩擦力提供的。如果
υ
转弯时速度过大，所需向心力F 大于最大静摩擦力Fmax，汽车
F<m
υ2
r
将做离心运动而造成交通事故。 F 汽车
因此，在公路弯道处，车辆行
4.离心运动的应用
1）、离心干燥 器
2）、洗衣机脱水桶
4.离心运动的应用
3）、用离心机把 体温计的水银柱甩 回下面的液泡内
4）、制作“棉花”糖
5.、离心运动的防止：
1）、在水平公路上行驶的汽车转弯时
在水平公路上行驶的汽车，转
弯时所需的向心力是由车轮与
向心力由___重__力__和__弹__力__的__合__力______提供.
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥
活 中
FN
的
圆
周
运
动
mgFN
v2 m
r
FN
mgmv2mg
r
根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的 压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现 象发生呢？
运
r
动
mgh mv2
h
Lr
θ很小时,sinθ=tanθ N
Fn
r
θ
G
L
θ
v ghr L
h、r越大,火车转 弯越安全
思考:
(1)如果v行驶>v安全,情况如何? (2)如果v行驶<v安全,情况如何?
v 0
ghr L
当v=v0时：
轮缘不受侧向压力
F弹 F弹
当v>v0时： 轮缘受到外轨向内的挤压力, 外轨易损坏。
路面的静摩擦力提供的。如果
υ
转弯时速度过大，所需向心力F 大于最大静摩擦力Fmax，汽车
F<m
υ2
r
将做离心运动而造成交通事故。 F 汽车
因此，在公路弯道处，车辆行
新人教版高中物理必修二第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动(13张PPT) (共13张PPT)
第五章 曲线运动
第七节 生活中的圆周运动
一、火车转弯
点击下图看视屏
外 轮 外轨
内 轮 内 轨
1、内外轨道一样高时： 向心力 F 由外侧轨道对 外轮的压力提供 2、当外轨略高于内轨时：FFra bibliotek火车的力：
竖直向下的重力 mg
垂直轨道面的支持力 FN
火车的向心力：
FN F mg
由mg和FN 的合力提供
Ｆ１赛车转弯
二、拱型桥
例、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径 为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力 是多大？
例、质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r 的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是 多大？ F
N
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图： 汽车通过桥顶时：
h
FN’
mg
由牛顿第二定律：
r
由牛顿第三定律：
O
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN’将消失,汽车将飞离 桥面。
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
拓展: 汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹 型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥 面的压力是多大？
解：汽车通过底部时，受力情况如图： 由牛顿第二定律： FN r
h
G
FN’ 注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN’过大,汽车可能压坏 凹型桥或者爆胎。
离心运动.mpg
小结：
生活中有很多运动都可以看作圆周运 动，解决这类问题的关键就是 选准研究对象进行受力分析。 处理圆周运动问题的一般步骤：
（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径； （2）进行受力分析，画出受力分析图; （3）求出在半径方向的合力，即向心力；
（4）用牛顿第二定律
第七节 生活中的圆周运动
一、火车转弯
点击下图看视屏
外 轮 外轨
内 轮 内 轨
1、内外轨道一样高时： 向心力 F 由外侧轨道对 外轮的压力提供 2、当外轨略高于内轨时：FFra bibliotek火车的力：
竖直向下的重力 mg
垂直轨道面的支持力 FN
火车的向心力：
FN F mg
由mg和FN 的合力提供
Ｆ１赛车转弯
二、拱型桥
例、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径 为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力 是多大？
例、质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r 的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是 多大？ F
N
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图： 汽车通过桥顶时：
h
FN’
mg
由牛顿第二定律：
r
由牛顿第三定律：
O
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN’将消失,汽车将飞离 桥面。
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
拓展: 汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹 型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥 面的压力是多大？
解：汽车通过底部时，受力情况如图： 由牛顿第二定律： FN r
h
G
FN’ 注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN’过大,汽车可能压坏 凹型桥或者爆胎。
离心运动.mpg
小结：
生活中有很多运动都可以看作圆周运 动，解决这类问题的关键就是 选准研究对象进行受力分析。 处理圆周运动问题的一般步骤：
（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径； （2）进行受力分析，画出受力分析图; （3）求出在半径方向的合力，即向心力；
（4）用牛顿第二定律
人教版 高一物理 必修2 第五章：5.7 生活中的圆周运动(共25张ppt)
2020/6/11
15
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：
sin H
L
对火车受力情况分析： 重力和支持力的合力 提供向心力，对内外 轨都无压力
2020/6/11
16
tan F
Mg
又因为很小所以 sintan
综合有 H F
L Mg
故 F H Mg L
(1)若 F 合=
,物体做匀速圆周运动,即“提供”等于“需要”.
(2)若 F 合>
,物体做半径变小的近心运动,即“提供”大于“需要”.
(3)若 F 合<
,则外力不足以将物体拉回到原圆周轨道上,物体
逐渐远离圆心而做离心运动,即“需要”大于“提供”或“提供不足”.
(4)若 F 合=0,则物体沿切线方向飞出.
12
1、内外轨道一样高时 FN
F
G
a：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。
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。
2020/6/11
13
2、外轨略高于内轨时
2020/6/11
14
20
若转速增大，m
v2 r
mg
时，即
v
时gr ，
杯中水还有远离圆心的趋势，水当然不
会流出，此时杯底是有压力，即
FN
mg
mv2 r
由此可知，v越大，水对杯子
FN G
的压力越大。
表演“水流星”节目的演员，只要保持
v 杯子在圆周运动最高点的线速度不得小于 gr