高中物理《生活中的圆周运动》PPT课件
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《生活中的圆周运动》课件
圆周运动的周期和转速
总结词
描述圆周运动中物体完成一次循环所需要的时间和单位时间内完成循环的次数 。
详细描述
周期是圆周运动中物体完成一次循环所需要的时间，用字母T表示。转速是指单 位时间内物体完成循环的次数，用字母n表示。
圆周运动的向心力和向心加速度
总结词
描述圆周运动中物体受到指向圆心的力和由此产生的加速度 。
详细描述
自行车轮在转动时，其边缘点绕中心点做圆周运动，产生向心加速度。这种运动 形式在提供前进动力的同时，也使得自行车能够保持平衡。
电风扇的转动
总结词
电风扇的转动展示了圆周运动在日常 生活中的应用，涉及到能量的转换和 风力的产生。
详细描述
电风扇的叶片在转动时，其边缘点绕 中心点做圆周运动，产生风力。这种 运动形式将电能转换为机械能，为人 们带来凉爽的空气。
详细描述
向心力是指圆周运动中物体受到指向圆心方向的力，其大小 与物体的质量、速度和圆周半径有关。向心加速度是指物体 在向心力作用下产生的加速度，其大小与向心力的大小和物 体的质量有关。
02 生活中的圆周运 动实例
自行车轮的转动
总结词
自行车轮的转动是生活中常见的圆周运动实例，它涉及到圆周运动的原理和特点 。
详细描述
旋转木马上的座椅和动物模型随着中心轴的转动而做圆周运动，产生离心力。这种运动形式使得孩子们能够体验 到旋转带来的刺激和乐趣。
03 圆周运动的规律 和公式
圆周运动的线速度和角速度
线速度
描述物体沿圆周运动的快慢，计算公式为 $v = frac{s}{t}$，其中 $s$ 是物体在时间 $t$ 内所经过的 弧长。
转动惯量是描述刚体绕轴转动惯性的物理量，自行车轮的转动惯量会影响骑行时的 稳定性和响应性。
高中物理必修二教学课件：生活中的圆周运动 (共23张PPT)
8生活中的圆周运动
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点
物体要受到指向圆心的向心力
向心力的特点
方向：总是指向圆心
大小：
Fn
m v2 r
分析做圆周运动的物体受力情况
受力分析
提供向心力
FN Ff
mg
FN mg
O
Ff
O
FN+mg
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
v2
F =m
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
练习3
R
如图为过山车轨道
的一部分，若要使
车厢能安全通过圆
形轨道，车厢应从 h？ 多高处释放？不计
一切摩擦与阻力。
实际火车车轮与铁轨模型
Ff F1
1、做圆周运动时向心力由 哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间 的弹力的合力提供
2、优点
结构简单，便于实现
Ff
F1
3、缺点
轮缘与铁轨有挤压， 车轮与铁轨都有磨损
比较在两种不同桥面，桥面受力的情况设车质量为m， 桥面半径为R，此时速度为v。
FN
G 最高点
a
FN
mgmv2 mg失重 R
FaN’
最低点 G
FN'mgmvR2 mg超重
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做何 种运动？
提供的向心力不足，做离心 运动，离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？
若可能应满足怎样的条件？
火车以半径R= 900 m转弯，火车
FN
质量为8×105kg ，速度为30m/s，
火车轨距l=1.4 m，要使火车通过
弯道时仅受重力与轨道的支持力，
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点
物体要受到指向圆心的向心力
向心力的特点
方向：总是指向圆心
大小：
Fn
m v2 r
分析做圆周运动的物体受力情况
受力分析
提供向心力
FN Ff
mg
FN mg
O
Ff
O
FN+mg
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
v2
F =m
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
练习3
R
如图为过山车轨道
的一部分，若要使
车厢能安全通过圆
形轨道，车厢应从 h？ 多高处释放？不计
一切摩擦与阻力。
实际火车车轮与铁轨模型
Ff F1
1、做圆周运动时向心力由 哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间 的弹力的合力提供
2、优点
结构简单，便于实现
Ff
F1
3、缺点
轮缘与铁轨有挤压， 车轮与铁轨都有磨损
比较在两种不同桥面，桥面受力的情况设车质量为m， 桥面半径为R，此时速度为v。
FN
G 最高点
a
FN
mgmv2 mg失重 R
FaN’
最低点 G
FN'mgmvR2 mg超重
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做何 种运动？
提供的向心力不足，做离心 运动，离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？
若可能应满足怎样的条件？
火车以半径R= 900 m转弯，火车
FN
质量为8×105kg ，速度为30m/s，
火车轨距l=1.4 m，要使火车通过
弯道时仅受重力与轨道的支持力，
新版人教版必修2 5.7高一物理生活中的圆周运动(共43张PPT)学习PPT
F 0
Fmr2 Fmr2
作离心运动的条件：
F合0或 F合Fn
2、合外力与向心力的关系
做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞
当去汽车通的过桥倾顶时向的速度,在逐渐增合大时外FN 和力FN突′会怎然样变化消? 失或者不足以提供圆周运动所
问力需题，： 减当小的火静车摩向提擦速力心后的，负如担力何。对的旧的情铁路弯况道进下行改,做逐渐远离圆心的离心运动;当合
此时: v gr 9.864 1 00 0 m /0 s 0 7.9km /s
第一宇 宙速度
你见过凹形桥吗?
拓展:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半 径为r的凹形桥面,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,受力如图:
FN
由牛顿第二定律:
Ff
F由N牛顿m第g三定m律vr：2FNFNFNmg mmgvr2mFvr2
G
超重
当汽车通过桥最低点时的速度逐渐增大时
FN和FN′怎样变化?
比较三种桥面受力的情况
FN
v2 GFN m r
G
FN
FN
G mv2 r
G
FN
FN = G
G
问题4、航天器中的失重现象
什么维持近地航天器做圆周运动？
万有引力
• 设航天器质量为M，它绕地球做匀速圆周运动，
其轨道半径近似等于地球半径R，航天员的质
物体才可能做匀速圆周运动。 当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN′会怎样变化?
如果能，对速度有什么要求？
3、离心运动的应用和防止
"供""需"是否平衡决定物体做何种运动 "供需"平衡 物体做匀速圆周运动
Fmr2 Fmr2
作离心运动的条件：
F合0或 F合Fn
2、合外力与向心力的关系
做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞
当去汽车通的过桥倾顶时向的速度,在逐渐增合大时外FN 和力FN突′会怎然样变化消? 失或者不足以提供圆周运动所
问力需题，： 减当小的火静车摩向提擦速力心后的，负如担力何。对的旧的情铁路弯况道进下行改,做逐渐远离圆心的离心运动;当合
此时: v gr 9.864 1 00 0 m /0 s 0 7.9km /s
第一宇 宙速度
你见过凹形桥吗?
拓展:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半 径为r的凹形桥面,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,受力如图:
FN
由牛顿第二定律:
Ff
F由N牛顿m第g三定m律vr：2FNFNFNmg mmgvr2mFvr2
G
超重
当汽车通过桥最低点时的速度逐渐增大时
FN和FN′怎样变化?
比较三种桥面受力的情况
FN
v2 GFN m r
G
FN
FN
G mv2 r
G
FN
FN = G
G
问题4、航天器中的失重现象
什么维持近地航天器做圆周运动？
万有引力
• 设航天器质量为M，它绕地球做匀速圆周运动，
其轨道半径近似等于地球半径R，航天员的质
物体才可能做匀速圆周运动。 当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN′会怎样变化?
如果能，对速度有什么要求？
3、离心运动的应用和防止
"供""需"是否平衡决定物体做何种运动 "供需"平衡 物体做匀速圆周运动
生活中的圆周运动课件33张PPT
4、(多选)一质量为 2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为 1.6×104 N，当汽车经过半径为 100 m 的弯道时，下列判断正确的是( )
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B．汽车转弯的速度为 30 m/s 时所需的向心力为 1.6×104 N
C．汽车转弯的速度为 30 m/s 时汽车会发生侧滑 D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过 8.0 m/s2
解析：选 CD.汽车在水平面转弯时，做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力 提供向心力，不能说受到向心力，故 A 错误；如果车速达到 30 m/s，需要的向心力 F＝ mvr2＝2.0×103×130002 N＝1.8×104 N，故 B 错误；最大静摩擦力 f＝1.6×104 N，则 F＞f， 所以汽车会发生侧滑，故 C 正确；最大加速度为：a＝mf ＝12.6××110034 m/s2＝8.0 m/s2，故 D 正确．
解：由mg m v2 可知：v gr 9.8 64001000m / s 7.9km / s r
2、航天器在近地轨道的运动，航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,只受地球引力,
引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力
F引
=m
v2 r
①对航天器而言，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向心力，满足
mg
,当绳子或轨道对小球没有力的作用：
mg=
m
v2 R
→
v
临界=
Rg （可理解为恰好转过或恰好转不过的速度）
在最高点时：
(1)v＝ gr时，拉力或压力为零．小球在最高点的临界速度
(2)v＞ gr时，物体受向下的拉力或压力，并且随速度的增大而增大．
生活中的圆周运动16张ppt
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16张ppt-导学课件 （示范 ）
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活动一
分析下列生活中的实例，作出受力分析 图，找找什么力充当向心力？
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16张ppt-导学课件 （示范 ）
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第五章 曲线运动
5.7 生活中的圆周运动
学习目标
1、通过日常生活中的常见例子，学会分 析具体问题中的向心力来源。
2、能理解运用匀速圆周运动规律分析和 处理生活中的具体实例。
3、养成应用实践能力和思维创新意 识， 建立具体问题具体分析的科学观念。
知识回顾
1、匀速圆周运动是一种 变速曲线 运动 2、做匀速圆周运动的物体的加速度指向 圆心 ，这
活动三
拱形桥、凹形桥定量研究 1、观看微视频实验。
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16张ppt-导学课件 （示范 ）
ks5u精品课件
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16张ppt-导学课件 （示范 ）
活动三
拱形桥、凹形桥定量研究
2．汽车过拱形桥
若汽车质量为m，拱形桥半径为R，汽车速 度为V，求：
3．若火车转弯时，R为弯道半径，α为轨道所在 平面与水平面的夹角，试求弯道规定的速度
v0．
4.当v>v0时，F>F合，即所需向心力大于支持 力和重力的合力，这时会怎样？当v<v0时呢？
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16张ppt-导学课件 （示范 ）
（经典教学PPT）5.7 生活中的圆周运动16。
生活中的圆周运动(物理)精品PPT课件
【素养训练】
1.(多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动。当
火车以规定速度通过时,内外轨道均不受侧向挤压。现
要降低火车转弯时的规定速度,需对铁路进行改造,从
理论上讲以下措施可行的是
()
A.减小内外轨的高度差 C.减小弯道半径
B.增加内外轨的高度差 D.增大弯道半径
【解析】选A、C。当火车以规定速度通过弯道时,火车 的重力和支持力的合力提供向心力,如图所示:
受力 分析
向心力
Fn=_m_g_-_F_N=
m v2 r
汽车过凹形桥
Fn=_F_N-__m_g=
v2 m
r
对桥的 压力
汽车过凸形桥
v2 mg m
FN′=________r_
汽车过凹形桥
mg m v2
FN′=________r _
结论
汽车对桥的压力小于
汽车的越重小力,而且汽
车速度越大,对桥的 压力_____
2.火车在弯道上的运动特点:圆周运动,有指向圆心的
向心加速度。
3.向心力的来源:当内外轨一样高时,____________的
________提供向心力。
外轨对轮缘
当弹内力外轨有高度差时,依据规定的速度行驶,_________ ___________提供向心力。
重力与支
持力的合力
二、汽车过拱形桥
汽车过凸形桥
由公式 v2
3 得r=40 m,当汽车通过拱桥顶点
时对桥面m恰r 无 m压g力 4时m,g由公式 20 m/s,故B正确。
m
v12
=mg得v1=
gr
=
r
【素养训练】 1.飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对 飞行员的支持力大于所受的重力,这种现象叫过荷。过 荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚 至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重 力的支持力影响。g取10 m/s2,则当飞机在竖直平面上
新人教版高中物理必修二 课件5.7 ：生活中的圆周运动(共22张PPT)
运
动
F合＜mω2r ，物体做逐
渐远离圆心的运动
O
F合 = mω2r，物体做匀速圆周运动
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
向心力时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动
叫做离心运动。
供<需
2、条件： 0 ≤F合＜mω2r
离
心
运
动
F
的
O
应
用
利用离 心运动 把附着 在物体 上的水 分甩掉
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超
过规定的速度。
离
心
运
动
v
的
防
OF
止
高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的 最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子 间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心 运动会使它们破裂，酿成事故。
思 考
要防止离心现象发生，该怎么办？
供<需
1、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动
v2
R
FN ＝mg－m
v2 r
高中物理必修2：第4节 生活中的圆周运动ppt课件
第4节 生活中的圆周运动
学习目标要求
核心素养和关键能力
1.通过观察模型了解火车车轮的特点。
1.科学思维
2.会从动力学的角度分析向心力的来源。 建立水平面内的转弯模型和竖
3.能分析汽车过拱形桥和凹形路面的受力，从 直面内圆周运动模型分析实际
动力学角度分析两类模型问题。
问题。
4.能分析竖直面内圆周运动的超、失重现象。 2.关键能力：物理建模能力和
[判一判] 判断下列说法的正误
(1)绕地球运动的航天器中的物体因摆脱了地球引力而漂浮起来。( × ) (2)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态。 (√ )
四、离心运动 1.定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做_逐__渐__远__离___圆心的运动。 2.原因：向心力突然_消___失__或合力不足以提供所需的__向__心__力__。 3.离心运动的应用和防止
(3)若 F<mrω2或mvr2即“提供”小于“需要”，物体做半径变大的离心运动。 (4)若 F＝0，物体沿切线飞出，逐渐远离圆心。
【例3】 (2020·四川三台中学高一月考)关于离心运动，下列说法中正确的是( ) A.物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B.做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C.做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动 D.做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心 运动
A.
gRh L
gR C. 2
B.
gRh d
gRd D. h
解析 设路面的斜角为 θ，作出汽车的受力图，如图所示。根据圆周运动规律得 mgtan θ＝mvR2，又由数学知识得到 tan θ＝hd，联立解得 v＝ gRdh，B 正确，A、C、 D 错误。
学习目标要求
核心素养和关键能力
1.通过观察模型了解火车车轮的特点。
1.科学思维
2.会从动力学的角度分析向心力的来源。 建立水平面内的转弯模型和竖
3.能分析汽车过拱形桥和凹形路面的受力，从 直面内圆周运动模型分析实际
动力学角度分析两类模型问题。
问题。
4.能分析竖直面内圆周运动的超、失重现象。 2.关键能力：物理建模能力和
[判一判] 判断下列说法的正误
(1)绕地球运动的航天器中的物体因摆脱了地球引力而漂浮起来。( × ) (2)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态。 (√ )
四、离心运动 1.定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做_逐__渐__远__离___圆心的运动。 2.原因：向心力突然_消___失__或合力不足以提供所需的__向__心__力__。 3.离心运动的应用和防止
(3)若 F<mrω2或mvr2即“提供”小于“需要”，物体做半径变大的离心运动。 (4)若 F＝0，物体沿切线飞出，逐渐远离圆心。
【例3】 (2020·四川三台中学高一月考)关于离心运动，下列说法中正确的是( ) A.物体一直不受外力作用时，可能做离心运动 B.做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动 C.做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化便将做离心运动 D.做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心 运动
A.
gRh L
gR C. 2
B.
gRh d
gRd D. h
解析 设路面的斜角为 θ，作出汽车的受力图，如图所示。根据圆周运动规律得 mgtan θ＝mvR2，又由数学知识得到 tan θ＝hd，联立解得 v＝ gRdh，B 正确，A、C、 D 错误。
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gR
一辆赛车在经过凸形桥的最高点时,若 速度v= gR ,此时关闭发动机,如图所 示,则赛车将( ) A.沿桥面下滑到M点 B.按半径大于R的新圆弧轨道运动 C.先沿桥面滑至某点N,再离开桥面做 斜下抛运动 D.立即离开桥顶做平抛运动
A．路面外侧高内侧低
B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 C度．，车车速辆虽便然不高会于向v外c，侧但滑只动要不超出某一最高限
D．当路面结冰时，与未结冰时相比， 小
vc的值变
如图，汽车质量为1.5×104kg，以不 变的速率向后通过凹型桥面和凸型桥面， 桥面圆弧半径为15m，如果桥面承受的 最大压力不得超过2.0×105N，汽车允许 的最大速率是多少？汽车以此速率驶过 桥面时，对桥面的最小压力是多少？ （g=10m/s2）
生活中的圆周运动
内容包括
火车转弯 汽车过拱形桥 航天器内的失重现象 相关习题 （离心运动水流星等问题下节课讲解）
火车转弯：内外轨道一样高时
FN
F
G
问：为了避免铁轨的损坏，应该采取什么措施呢？
让外轨略高于内轨时 请问火车的向心力由什么力来提供呢？
思考：若如果火车行驶的速度大于此速 度，向心力该由哪些力提供呢？
在高速公路拐弯处，路面造成外高内低， 路面与水平方向的夹角为θ ，设拐弯处 是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与 路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩 擦力等于零，θ应满足（ ）
Hale Waihona Puke 2A sin v
Rg
C sin 2 2v 2
Rg
B tan v2
Rg D cot v2
Rg
公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图， 某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为 v则c时在，该汽弯车道恰处好，没有向公路内外两侧滑动的趋势。
由上海飞往美国洛杉矶的飞机，在飞越太平洋的过程 中，如果保持飞行的速度和距离海平面的高度均不变， 则下列说法正确的是（ ）
A、飞机做的是匀速直线运动
B、飞机上的乘客对座椅的压力等于地球对乘客的引力
C、飞机上的乘客对座椅的压力略大于地球对乘客的引 力
D、飞机上的乘客对座椅的压力略小于地球对乘客的引 力
如果小于此速度又怎样呢？
汽车过拱桥
FN
思考：当汽车速度不断增大会出现 什么现象？
FN
思考与讨论
请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路， 分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压 力。这时的压力比汽车的重量大还是小？
ＦＮ
V
思考：汽车不再最高点和最低点 时的运动求解
航天器中的失重现象 地球可以看成一个巨大的拱形桥