公开课生活中圆周运动
生活中的圆周运动教学设计
生活中的圆周运动教学设计生活中的圆周运动教学设计（精选5篇）作为一位不辞辛劳的人民教师，常常需要准备教学设计，教学设计一般包括教学目标、教学重难点、教学方法、教学步骤与时间分配等环节。
我们该怎么去写教学设计呢？下面是店铺整理的生活中的圆周运动教学设计（精选5篇），供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。
生活中的圆周运动教学设计1教学目标1、知识与技能(1)知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源。
(2)能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
(3)知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2、过程与方法(1)通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。
(2)通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。
(3)通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。
3、情感、态度与价值观(1)通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。
(2)通过离心运动的应用和防止的实例分析.使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。
(3)养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
教学重难点教学重点：理解向心力是一种效果力;在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。
教学难点：具体问题中向心力的来源;关于对临界问题的讨论和分析;对变速圆周运动的理解和处理。
教学工具多媒体、板书教学过程新课导入生活中的圆周运动到处可见，如运动物体转弯问题，汽车、火车、飞机、自行车、摩托车的转弯，只要你注意观察，高速公路、赛车的弯道处，都做成外高内低的路面，自行车、摩托车拐弯时都要倾斜车身……你知道这是什么原因吗?一、铁路的弯道1.基本知识(1)火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动，具有向心加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的向心力.(2)转弯处内外轨一样高的缺点如果转弯处内外轨一样高，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.(3)铁路弯道的特点①转弯处外轨略高于内轨.②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道内侧.③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的向心力.2.思考判断(1)火车弯道的半径很大，故火车转弯需要的向心力很小.(×)(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的.(×)(3)火车通过弯道时具有速度的限制.(√)探究交流除了火车弯道具有内低外高的特点外，你还了解哪些道路具有这样的特点?【提示】有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力，进而提高了车辆的运动速度，因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低，比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等.二、拱形桥1.基本知识2.思考判断(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重.(×)(2)汽车在拱形桥上行驶，速度较小时，对桥面的压力大于车重;速度较大时，对桥面的压力小于车重.(×)(3)汽车过凹形桥底部时，对桥面的压力一定大于车重.(√)探究交流地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面半径等于地球半径，试讨论：地面上有一辆汽车在行驶，地面对它的支持力与汽车的速度有何关系?驾驶员有什么感觉?【提示】根据汽车过凸形桥的原理，地球对它的支持力随v的增大，FN减小.当这时驾驶员与座椅之间的压力为零.他有飞起来的感觉，所以驾驶员有失重的感觉.三、航天器中的失重现象及离心现象1.基本知识(1)航天器在近地轨道的运动①对航天器，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，满足的关系为②对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为航天员处于完全失重状态，对座椅压力为零.③航天器内的任何物体之间均没有压力.(2)对失重现象的认识航天器内的任何物体都处于完全失重状态，但并不是物体不受地球引力.正因为受到地球引力的作用才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动.(3)离心运动①定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.②原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.2.思考判断(1)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.(√)(2)航天器中处于完全失重状态的物体不受重力作用.(×)(3)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.(×)探究交流雨天，当你旋转自己的雨伞时，会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出(如图所示)，你能说出其中的原因吗?【提示】旋转雨伞时，雨滴也随着运动起来，但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力，雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.四、火车转弯问题【问题导思】1.火车转弯时，轨道平面是水平面吗?2.火车转弯时，向心力是怎样提供的?3.火车转弯时，速度大小变化，轨道受到的侧向压力大小变化吗?1.轨道分析火车在转弯过程中，运动轨迹是一圆弧，由于火车转弯过程中重心高度不变，故火车轨迹所在的平面是水平面，而不是斜面.火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心.2.向心力分析如图所示，火车速度合适时，火车受重力和支持力作用，火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F=mgtan θ.为弯道半径，θ为轨道所在平面与水平面的夹角，v0为转弯处的规定速度).4.轨道压力分析(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时火车对内外轨道无挤压作用.(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时，火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用，具体情况如下：①当火车行驶速度v>v0时，外轨道对轮缘有侧压力.②当火车行驶速度v0时，内轨道对轮缘有侧压力.误区警示汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮受到地面施加的侧向静摩擦力.例：有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m.(g取10 m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力大小;(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值.【审题指导】(1)问中，外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力.(2)问中，重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力.【答案】(1)105 N (2)0.1总结解决这类题目首先要明确物体转弯做的是圆周运动，其次要找准物体做圆周运动的平面及圆心，理解向心力的来源是物体所受合力.五、竖直面内的圆周运动【问题导思】1.关于竖直面内的圆周运动，一般只讨论哪两种模型?2.对“绳模型”，质点过最高点的临界条件是什么?3.对“杆模型”，质点过最高点的临界条件是什么?1.绳模型小球在细绳作用下在竖直平面内做圆周运动，小球沿竖直光滑轨道内侧做圆周运动，都是绳模型，如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受向下的重力和向下的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力②小球运动到最低点时受向下的重力和向上的绳子拉力(或轨道弹力)作用，由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件小球恰好过最高点时，应满足弹可得小球在竖直面内做圆周运动的临界速度(3)最高点受力分析2.杆模型小球被一轻杆拉着在竖直平面内做圆周运动，小球在竖直放置的光滑细管内做圆周运动，都是杆模型，如图所示.(1)向心力分析①小球运动到最高点时受杆(或轨道)的弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力.若弹力向上：②小球运动到最低点时受向上的杆(或轨道)弹力和向下的重力作用，由这两个力的合力充当向心力(2)临界条件由于杆和管能对小球产生向上的支持力，故小球能在竖直平面内做圆周运动的临界条件是运动到最高点时速度恰好为零.(3)最高点受力分析特别提醒1.绳模型和杆模型中小球做的都是变速圆周运动，在最高点、最低点时由小球竖直方向所受的合力充当向心力.2.绳模型和杆模型在最低点的受力特点是一致的，在最高点杆模型可以提供竖直向上的支持力，而绳模型不能.例：长度为0.5 m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量m=2 kg的小球.求在下述的两种情况下，通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向.(g取10 m/s2)(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0 r/s;(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.【审题指导】(1)球在最高点时，杆对小球的弹力有支撑力和拉力两种可能.(2)要求出球在最高点时，杆恰好无弹力的转速，再进行列式分析.【答案】(1)小球对杆的拉力为138 N，方向竖直向上.(2)小球对杆的压力为10 N，方向竖直向下.六、离心运动【问题导思】1.离心现象的实质是什么?2.物体什么时候才做离心运动?3.离心运动与近心运动有什么区别?1.离心运动的实质离心现象的本质是物体惯性的表现.做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用.从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来.2.离心运动的条件做圆周运动的物体，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足够大的向心力.3.离心运动、近心运动的判断如图所示，物体做圆周运动是离心运动还是近心运动，由实际提供的向心力Fn与所需向心力的大小关系决定由以上关系进一步分析可知：原来做圆周运动的物体，若速率不变，所受向心力减少或向心力不变，速率变大，物体将做离心运动;若速度大小不变，所受向心力增大或向心力不变，速率减小，物体将做近心运动.误区警示1.物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的同学把惯性当成了力.2.离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动.例：如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R=250 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25.若路面是水平的，问汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?当超过v时，将会出现什么现象?(g取10 m/s2)【审题指导】(1)明确向心力的来源.(2)理解离心运动产生的原因.【答案】90 km/h 汽车做离心运动或出现翻车七、航天器中的完全失重现象例：如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是( )A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员所受重力等于所需的向心力D.宇航员不受重力的作用【答案】AC1.航天器中物体的向心力向心力由物体的重力G和航天器的支持力FN提供，即2.当航天器的速度，此时航天器机器内部物体均处于完全失重状态3任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境.规律总结：物体处于完全失重状态的特征1.物体都具有向下的加速度，加速度大小为g.2.物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力消失，物体间不再相互挤压.3.物体仍受重力作用，并不是重力消失了.4.物体的速度不断变化，物体具有加速度，处于非平衡状态.生活中的圆周运动教学设计2【教材分析】本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节，是《曲线运动》一章的最后一节。
《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。
生活中的圆周运动课件(课堂用)
切线速度与法线加速度
切线速度
01
物体沿圆周切线方向的速度，描述物体在圆周上某点的瞬时速
度。
法线加速度
02
物体做圆周运动时，指向圆心的加速度，描述物体速度方向改
变的快慢。
切线速度与法线加速度的关系
03
在匀速圆周运动中，切线速度与法线加速度的夹角为90°，且切
线速度的大小不变，方向时刻改变。
动能定理在圆周运动中应用
1. 由于实验器材的精度限制和操作误差等因素，实验数 据存在一定的误差。例如，光电门计时器的计时精度、 刻度尺的测量误差等都会对实验结果产生影响。
1. 通过实验数据发现，物体做匀速圆周运动时，其线速 度v与半径R成正比，角速度ω与半径R成反比。
误差分析
2. 在实验过程中，需要保持旋转平台做匀速圆周运动 ，但实际操作中可能存在速度波动或偏离圆周轨道的情 况，这也会对实验结果造成一定的误差。
实验器材准备及使用方法
实验器材 1. 光电门计时器
2. 旋转平台及支架
实验器材准备及使用方法
3. 砝码 4. 刻度尺
5. 数据采集与处理系统
实验器材准备及使用方法
使用方法
1. 将光电门计时器固定在旋转平台上，调整其高 度和位置，使其能够准确测量物体通过的时间。
2. 在旋转平台上放置砝码，调整砝码的位置，使 旋转平台在水平面内做匀速圆周运动。
近代天文发展
随着望远镜的发明和天文理论 的不断完善，人类对宇宙的认 识越来越深入。
宇宙探测任务
人类已经发射了多颗探测器， 对月球、火星等天体进行探测 和研究。
未来展望
随着科技的不断进步和人类对 宇宙的好奇心不断增强，未来 将有更多的探测任务和研究计 划，揭示宇宙的更多秘密。
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：生活中的圆周运动简介1.1 教学目标：了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
认识圆周运动的特点和基本原理。
1.2 教学内容：圆周运动的概念：圆周运动的定义及其特点。
生活中的圆周运动实例：自行车轮子、旋转门、摩天轮等。
圆周运动的应用：生活中的圆形物品和机械装置。
1.3 教学方法：采用问题导入法，引导学生思考生活中的圆周运动实例。
通过实物展示或图片展示，让学生直观地了解圆周运动的特点。
利用动画或视频资料，展示圆周运动的应用场景。
1.4 教学活动：让学生举例说明生活中的圆周运动，并进行展示。
引导学生观察和分析圆周运动的特点和原理。
组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动在生活中的应用。
第二章：圆周运动的基本原理2.1 教学目标：理解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度。
掌握圆周运动的计算方法，如线速度和角速度的计算。
2.2 教学内容：向心力：向心力的概念及其作用。
角速度：角速度的概念及其计算方法。
线速度：线速度的概念及其与角速度的关系。
2.3 教学方法：采用讲解法，向学生讲解圆周运动的基本原理。
通过示例和计算练习，让学生理解和掌握圆周运动的计算方法。
2.4 教学活动：向学生讲解圆周运动的基本原理，包括向心力和角速度的概念。
进行角速度和线速度的计算练习，让学生巩固计算方法。
组织学生进行小组讨论，探讨圆周运动计算在实际问题中的应用。
第三章：自行车轮子的圆周运动3.1 教学目标：了解自行车轮子的结构和工作原理。
分析自行车轮子的圆周运动特点及其对骑行的影响。
3.2 教学内容：自行车轮子的结构：轮子各部分的名称和作用。
自行车轮子的圆周运动特点：线速度、角速度和向心力的计算。
自行车轮子圆周运动对骑行的影响：速度、稳定性和省力性。
3.3 教学方法：采用实物展示法，让学生直观地了解自行车轮子的结构。
利用计算练习，分析自行车轮子的圆周运动特点。
进行骑行体验活动，让学生感受自行车轮子圆周运动对骑行的影响。
公开课-生活中的圆周运动PPT课件
2021
2
提供物体做圆周
运动的向心力
v2
F =m
r
物体做圆周运动
所需要的向心力
当 “供”“需”平衡时，物体做圆周 运动
2021
3
一、汽车转弯
受力分析 FN Ff
mg
提供向心力 Ff
O
Ff
Fn＝mv2 / r
2021
4
课堂练习
2021
5
Ff
Fn＝mω2 r
2021
6
实例 二、火车转弯
2021
10
【方案剖析】ห้องสมุดไป่ตู้
FN
解析：F合 Fn
mgtan mv2
F合
R
火车转弯规定临界速度:
α
v临界 Rgtan
G
重力G与支持力FN的合力20F21合是使火车转弯的向心力11
• 【研究与讨论】
如果火车在转弯处的速度不等于 规定速度，会发生怎样情况？
2021
12
讨论：
1.当v>
ghR l
, F n > F提 合力不足以提供向心力
外轨对轮缘有挤压；
2.当v=
ghR l
ghR
3.当 v< l
, F n = F提合力恰好等于向心力
内外轨对轮缘都无挤压
, F n < F提合力大于向心力，内轨
对轮缘有挤压
2021
13
• 【物理与生活】
2008年4月18日，我国铁路进行了第六次 大提速，时速将达200公里以上，这必将为 我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位 从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有 必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？
【公开课】生活中的圆周运动+课件高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
同理,自行车摩托车转弯、滑冰运动员转弯时也需要 向心力：
1．判断正误。
(1)火车转弯可以简化为水平面上的圆周运动。(√ )
(2)火车转弯处的轨道内轨要高于外轨。( ×) (3)火车转弯时所需的向心力是车轨与车轮间的挤 压提供的。(×)
(4)火车通过弯道时具有速度的限制。( √)
2．在铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是 为了( C) A．增加火车轮子对外轨的挤压 B．增加火车轮子对内轨的挤压 C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提 供火车转弯所需的向心力
时内外轨道对火车轮缘无挤压作用．
若火车转弯时速度大于规定速度v0或小于规定速度v0， 火车对轨道的压力情况如何？ (1)当火车行驶速度v>v0时， 轨道对轮缘有侧压力． (2)当火车行驶速度v<v0时， 轨道对轮缘有侧压力．
所需向心力过大，重 力和支持力的合力不 足以提供，所以外轨 道对轮缘产生压力，
高一物理必修二6.4
生活中的圆周运动
圆周运动的生活中的一种常见运动形式， 例如过山车、拱桥、圆锥摆，我们从物 理知识的视角来看一看这些圆周运动， 以及它们遵循的物理规律……
火车转弯 乘坐高铁时，我们都知道，端坐在座椅上的 人，有时却感到左摇右摆，其实这时候是高 铁在转弯。 观察下图，回答：火车转弯时外轨与内轨的 高度一样吗？火车的车轮设计有什么特点？
物体放在水平桌面上，它会对桌面产生压力； 如果航天器绕地球做圆周运动，那么航天器中 的物体会对航天器产生压力吗？
航天器中的物体不会对航天器产生压力。
1．航天器在近地轨道的运动
(1)对航天器，在近地轨道可认为受到的地球引力等于其
重力，重力充当向心力，满足的关系为 mg＝
。
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计
生活中的圆周运动导学案公开课教案教学设计第一章：引言1.1 课程导入利用生活中的实例（如旋转门、车轮等）引导学生观察和思考圆周运动的存在和应用。
提问学生对圆周运动的了解和认知，激发学生的好奇心和学习兴趣。
1.2 课程目标让学生了解圆周运动的概念和特点。
培养学生观察生活中的圆周运动现象的能力。
激发学生对圆周运动应用的思考和探索。
第二章：圆周运动的概念与特点2.1 圆周运动的定义解释圆周运动的定义，即物体在固定点或固定轴周围的圆周路径上运动。
强调圆周运动的路径是圆形，中心点是圆心。
2.2 圆周运动的特点介绍圆周运动的速度、加速度和力等物理量的变化特点。
解释圆周运动的周期性、频率和转速等概念。
第三章：生活中的圆周运动实例3.1 车轮运动分析车轮的运动轨迹和特点，解释车轮的圆周运动。
引导学生观察和理解车轮运动与圆周运动的关系。
3.2 旋转门运动分析旋转门的运动轨迹和特点，解释旋转门的圆周运动。
引导学生观察和理解旋转门运动与圆周运动的关系。
第四章：圆周运动的应用4.1 机械设备中的圆周运动举例说明机械设备中圆周运动的应用，如齿轮传动、曲轴等。
引导学生理解和思考圆周运动在机械设备中的作用和重要性。
4.2 交通工具中的圆周运动分析交通工具中圆周运动的应用，如车轮、螺旋桨等。
引导学生理解和思考圆周运动在交通工具中的作用和重要性。
第五章：圆周运动的量化分析5.1 圆周运动的速度和加速度解释圆周运动中的速度和加速度的概念，并引入向心加速度的概念。
引导学生理解和计算圆周运动中的速度和加速度。
5.2 圆周运动的周期和频率解释圆周运动的周期和频率的概念，并介绍它们之间的关系。
引导学生理解和计算圆周运动的周期和频率。
第六章：圆周运动的动力学6.1 向心力介绍向心力的概念，解释它是使物体做圆周运动的必要力。
通过实例和演示，帮助学生直观理解向心力的作用。
6.2 向心加速度解释向心加速度的概念，它是物体在圆周运动中的加速度。
通过数学表达式和实例，让学生理解向心加速度与速度、半径的关系。
《生活中的圆周运动》 (公开课)
结 论
F压＝FN ＜mg
F压＝FN ＝mg
F压＝FN ＞mg
练： 绳系着装有水的木桶，在竖直平面内做圆周运 动，水的质量m=0.5kg,绳长l=1.0m。求： （g=10.0m/s2) （1）最高点水不流出的最小速度； （2）水在最高点速率v=4.0m/s时，水对桶底的压力。
思 考
1、航天器在发射升空（加速上 升）时，航天员处在超重还是失 重状态？ FN－mg ＝ma FN＞mg FN a
FN
mg 若汽车通过拱 桥的速度增大， 会出现什么情 况？ FN ＜mg
R 2 v 由牛顿第三定律得 F压＝FN ＝mg－m R
拱 形 桥
FN
2 v FN ＝mg－m R
mg
当FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车 及其中的物体处于完全失重状态。 FN＝0 时， 汽车的速 2 v 度为多大？ mg＝m v＝ gR R
F G
θ
G
θ
F
2、当 v＜ gR tanθ ： 轮缘受到内轨向外的弹力
汽 车 过 桥
拱形桥
水平桥 F压＝FN＝mg 凹形桥
拱 形 桥
汽车质量为m，通过桥最 高点速度为v，桥半径为 R，则在最高点汽车对桥 的压力为多大？ F合＝mg－FN
2 v ∴ mg－FN＝m R 2 v ∴ F ＝mg－m N 2 v Fn= m R
凹 形 桥
汽车质量为m，通过桥最 低点速度为v，桥半径为 R，则在最低点汽车对桥 的压力为多大？ F合＝FN－mg
2 v ∴ FN－mg＝m R 2 v ∴ F ＝mg + m N 2 v Fn= m R
FN
mg
若汽车通过凹 桥的速度增大， 会出现什么情 况？ FN ＞mg
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2、离心运动的应用与防止
离 心离 运心 动甩 的干 应 用离
心 脱 水
离 心 抛 掷
离 心 分 离
公开课生活中圆周运动
用离心机把 体温计的水 银柱甩回玻 璃泡内
制作棉花糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里 面加入白砂糖，加热使糖熔化成 糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖 汁就做离心运动，从内筒壁的小 孔飞散出去，成为丝状到达温度 较低的外筒，并迅速冷却凝固， 变得纤细雪白，像一团团棉花。
【最佳方案】
外轨略高于内轨
公开课生活中圆周运动
【方案剖析】
FN
F合
解析：F合 Fn
mgtan mv2
R
火车转弯规定临界速度:
α
v临界 Rg tan
G
重力G与支持力FN的公合开课力生活F中合圆周是运动使火车转弯的向心力
• 【研究与讨论】
如果火车在转弯处的速度不等于 规定速度，会发生怎样情况？
公开课生活中圆周运动
公开课生活中圆周运动
O圆
锥
FT θ
摆
F合O' mg
公开课生活中圆周运动
FN F合
mg
F
O圆
N
锥
FT θ
摆
F F合O'
G
mg
mgtanθ
Fn＝mv2 / r
公开课生活中圆周运动
实例 三、汽车过桥
拱形桥
思考：
公路上的拱 形桥是常见的， 汽车过桥时， 也可以看做圆 周运动。那么 是什么力提供 汽车的向心力 呢？
公开课生活中圆周运动
提供物体做圆周
运动的向心力
v2
F =m
r
物体做圆周运动
所需要的向心力
当 “供”“需”平衡时，物体做圆周 运动
公开课生活中圆周运动
一、汽车转弯
受力分析 FN Ff
mg
提供向心力 Ff
O
Ff
Fn＝mv2 / r
公开课生活中圆周运动
课堂练习
公开课生活中圆周运动
Ff
Fn＝mω2 r
公开课生活中圆周运动
实例 二、火车转弯
思考：
• 那火车转弯 时情况会有 何不同呢？
• 火车转弯时 是在做圆周 运动，那么 是什么力提 供向心力？
公开课生活中圆周运动
车轮介绍
公开课生活中圆周运动
铁路的弯道
F
F向心力
m
v2 r
N
.F
G
外轨对轮缘的弹力提供向心力
公开课生活中圆周运动
靠这种办 法得到的向 心力缺点是 什么？如何 解决这一实 际问题？
思考与讨论 地球可以看做一座巨大的 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？……
该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现， 不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．
公开课生活中圆周运动
公开课生活中圆周运动
公开课生活中圆周运动
公开课生活中圆周运动
讨论：
1.当v>
ghR l
,
Fn > F提 合力不足以提供向心力
外轨对轮缘有挤压；
2.当v=
ghR l
, Fn = F提合力恰好等于向心力
内外轨对轮缘都无挤压
3.当 v<
ghR l
Hale Waihona Puke ,Fn< F提合力大于向心力，内轨
对轮缘有挤压
公开课生活中圆周运动
• 【物理与生活】
2008年4月18日，我国铁路进行了第六次 大提速，时速将达200公里以上，这必将为 我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位 从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有 必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？
公开课生活中圆周运动
讨论 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥 面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车 通过桥的最高点时所需的向心力来源．
公开课生活中圆周运动
1、受力分析
N
2、找圆心
3、确定F合即F向心力的方向。
4、列方程
F合 F向心力
F合= G-N
G
G N m v2 R
v2 N Gm
提供物体做圆周
运动的向心力
v2
F =m
r
物体做圆周运动
所需要的向心力
当 “供”“需”平衡时，物体做圆周 运动
想一想：当 “供”“需”不平衡时，物体将如何运动 呢？
公开课生活中圆周运动
观察
公开课生活中圆周运动
实例 四、离心运动
1、定义：
当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足 时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。
公开课生活中圆周运动
课堂练习
2、质量 m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线 与水平面夹角为370 ，弯道半径R=30m。
(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向 如何?
(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向 如何?
(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向 如何?
课堂练习
3、一辆质量 m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的 一段圆弧形桥面。
(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时， 对桥面的压力是多大？
(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时， 对桥面的压力是多大？
(3)汽车以多大速度过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没 有压力？
公开课生活中圆周运动
R
·
压力 N ' N G m v2 R
公开课生活中圆周运动
• 分析汽车通过最底点时车对桥 (过水路面) 的压力
v2 N Gm
r
公开课生活中圆周运动
公开课生活中圆周运动
小结：
最高点 最低点
汽车对桥面的压力 超重失重状态
N G m v2 G r
N G m v2 G r
公开课生活中圆周运动
必修27节
生活中 的 圆周运 动
公开课生活中圆周运动
此地不宜居住吗？
中央电视台《今日说法》栏目报道了一起 发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通 事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生 家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻 在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞 进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损 毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题， 你相信吗？