高中物理 第五章 曲线运动 7 生活中的圆周运动课件 新人教版必修2
第五章
曲线运动
7
生活中的圆周运动
要点整合夯基础
课堂达标练经典
课堂讲练破重难 课时作业
铁路的弯道
1．火车在弯道上的运动特点 火车在弯道上运动时做________，因而具有向心加速 度，由于其质量巨大，需要很大的________． 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________对轮缘的弹力 提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．
②如果在弯道处使外轨略高于内轨(如图乙所示)，火车 转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜 向弯道的内侧，与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了 一部分向心力，减小了轮缘与外轨的挤压．
(3)火车转弯时的规定速度如图丙所示，若火车内、外轨 间的距离为L，两轨高度差为h，转弯半径为R，火车的质量 为m. h 根据三角形边角关系知，sinθ＝ L ，由图丙火车的受力情 F合 h 况：tanθ＝ mg ，当θ很小时，近似认为sinθ＝tanθ，即 L ＝ F合 h mg，所以F合＝mgL，
v2 知识点三、1.mg＝m r 2．mg－FN 4．完全失重 完全失重 压力为零
做匀速圆周运动
预习交流：航天员翟志刚处于完全失重状态，他的重力全 部提供了向心力．因此重力引起的现象比如物体自然下落不再 发生，所以我们看到的航天员是飘浮在空中的．
知识点四、1.远离圆心 2．向心力 预习交流：不受．物体做离心运动的原因是它受到的合外 力突然为零或比所需要的向心力小．离心力是一个人们在离心 运动中以个人的主观意念增添的力，实际中离心力并不存在.
拱形桥
1．运动特点 汽车做圆周运动，________和________提供向心力．
2．动力学关系 (1)如图甲所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系 mv 2 为________＝ r ，FN＝________， 由牛顿第三定律可知汽 车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动 时，对桥的压力_____重力．当v＝_______时，其压力为零．
知识点二、1.支持力 2．(1)mg－FN
重力 小于 gr
v2 mg－m r
mv 2 (2)FN－mg mg＋ r 大于 (3)mgcosθ－FN mv 2 mgcosθ－ r
预习交流：两种桥相比，凸形桥更耐用，因为车辆经过凸 形桥时对桥的压力小于车的重力，而经过凹形桥时对桥的压力 大于车的重力，所以凸形桥更耐用．
(4)其他弯道特点：高速公路、赛车的弯道处也是外高内 低，使重力和支持力的合力能提供车辆转弯时的向心力，减 少由于转弯产生的摩擦力对车轮的损坏．
[例1]
[经典讲练] 随着我国综合国力的提升，近几年来我国的公路
网发展迅猛．在公路转弯处，常采用外高内低的斜面式弯 道，这样可以使车辆经过弯道时，不必大幅减速，从而提高 通行能力且节约燃料．若某处有这样的弯道，其半径为r＝ 100 m，路面倾角为θ，且tanθ＝0.4，取g＝10 m/s2. (1)求汽车的最佳通过速度，即不出现侧向摩擦力时的速 度． (2)若弯道处侧向动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等 于滑动摩擦力，求汽车的最大速度．
2 2 v0 v0 h 由向心力公式知F合＝m R ，所以mg L ＝m R ，即v0＝
ghR L . 由于铁轨建成后，h、L、R各量是确定的，故火车转弯 时的车速应是一个定值，即规定速度．
①当火车转弯时速度v＝v0时，轮缘对内、外轨均无侧向 压力． ②当火车转弯速度v>v0时，外轨道对轮缘有向里的侧压 力． ③当火车转弯速度v<v0时，内轨道对轮缘有向外的侧压 力． ④向心力是水平的．
离心运动
1．定义：物体沿切线飞出或做逐渐________的运动． 2．原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需 ________． [预习交流] 做离心运动的物体是否受到离心力的作用？
知识点一、1.圆周运动 2．外轨 3．(1)外轨 内轨：有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做 圆周运动所需的向心力，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的外高内低，比如汽车、摩托车、自 行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等．
(2)如图乙所示，汽车经过凹形桥的最低点时，满足的关 mv 2 系为________＝ r ，FN＝________，汽车对桥的压力大小 FN′＝FN.汽车过凹形桥时，对桥的压力________重力． (3)汽车运动在拱形桥的任一位置时，如图丙所示，满足 mv 2 的关系为________＝ r ，则FN＝________. [预习交流] 若桥上经常有车辆经过，凹形桥和凸形桥相比哪种桥更 耐用？请用圆周运动知识加以解释．
3．铁路弯道的特点 (1)转弯处________略高于________． (2)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道 ________． (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，它提供了火车做圆周运动的________． [预习交流] 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？
火车转弯问题
[重难破疑] (1)火车车轮的结构特点：火车车轮有凸出的轮缘，且火 车在轨道上运行时，有凸出轮缘的一边在两轨道的内侧，这 种结构有助于固定火车运动的轨迹．
(2)铁路的弯道 ①如果铁路弯道的内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压 外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转 弯的向心力，如图甲所示．但是火车的质量很大，靠这种办 法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用太大，铁轨和车轮 极易受损．
航天器中的失重现象
1．对航天器，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________＝ mv 2 r ，由此可得FN＝0，航天员处于
________状态，对座椅________． 3．航天器内的任何物体之间均没有压力．
4．航天器内的任何物体都处于________状态，但并不是 物体不受重力．正因为受到重力作用才使航天器连同其中的 乘员________． [预习交流] 神舟七号航天员翟志刚进行了出舱活动，他的行动实现 了中国人的第一次太空行走，观察直播时发现，翟志刚在出 舱实验时是飘浮在空中的，想一想这是为什么？
曲线运动
7
生活中的圆周运动
要点整合夯基础
课堂达标练经典
课堂讲练破重难 课时作业
铁路的弯道
1．火车在弯道上的运动特点 火车在弯道上运动时做________，因而具有向心加速 度，由于其质量巨大，需要很大的________． 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________对轮缘的弹力 提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．
②如果在弯道处使外轨略高于内轨(如图乙所示)，火车 转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜 向弯道的内侧，与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了 一部分向心力，减小了轮缘与外轨的挤压．
(3)火车转弯时的规定速度如图丙所示，若火车内、外轨 间的距离为L，两轨高度差为h，转弯半径为R，火车的质量 为m. h 根据三角形边角关系知，sinθ＝ L ，由图丙火车的受力情 F合 h 况：tanθ＝ mg ，当θ很小时，近似认为sinθ＝tanθ，即 L ＝ F合 h mg，所以F合＝mgL，
v2 知识点三、1.mg＝m r 2．mg－FN 4．完全失重 完全失重 压力为零
做匀速圆周运动
预习交流：航天员翟志刚处于完全失重状态，他的重力全 部提供了向心力．因此重力引起的现象比如物体自然下落不再 发生，所以我们看到的航天员是飘浮在空中的．
知识点四、1.远离圆心 2．向心力 预习交流：不受．物体做离心运动的原因是它受到的合外 力突然为零或比所需要的向心力小．离心力是一个人们在离心 运动中以个人的主观意念增添的力，实际中离心力并不存在.
拱形桥
1．运动特点 汽车做圆周运动，________和________提供向心力．
2．动力学关系 (1)如图甲所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系 mv 2 为________＝ r ，FN＝________， 由牛顿第三定律可知汽 车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动 时，对桥的压力_____重力．当v＝_______时，其压力为零．
知识点二、1.支持力 2．(1)mg－FN
重力 小于 gr
v2 mg－m r
mv 2 (2)FN－mg mg＋ r 大于 (3)mgcosθ－FN mv 2 mgcosθ－ r
预习交流：两种桥相比，凸形桥更耐用，因为车辆经过凸 形桥时对桥的压力小于车的重力，而经过凹形桥时对桥的压力 大于车的重力，所以凸形桥更耐用．
(4)其他弯道特点：高速公路、赛车的弯道处也是外高内 低，使重力和支持力的合力能提供车辆转弯时的向心力，减 少由于转弯产生的摩擦力对车轮的损坏．
[例1]
[经典讲练] 随着我国综合国力的提升，近几年来我国的公路
网发展迅猛．在公路转弯处，常采用外高内低的斜面式弯 道，这样可以使车辆经过弯道时，不必大幅减速，从而提高 通行能力且节约燃料．若某处有这样的弯道，其半径为r＝ 100 m，路面倾角为θ，且tanθ＝0.4，取g＝10 m/s2. (1)求汽车的最佳通过速度，即不出现侧向摩擦力时的速 度． (2)若弯道处侧向动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等 于滑动摩擦力，求汽车的最大速度．
2 2 v0 v0 h 由向心力公式知F合＝m R ，所以mg L ＝m R ，即v0＝
ghR L . 由于铁轨建成后，h、L、R各量是确定的，故火车转弯 时的车速应是一个定值，即规定速度．
①当火车转弯时速度v＝v0时，轮缘对内、外轨均无侧向 压力． ②当火车转弯速度v>v0时，外轨道对轮缘有向里的侧压 力． ③当火车转弯速度v<v0时，内轨道对轮缘有向外的侧压 力． ④向心力是水平的．
离心运动
1．定义：物体沿切线飞出或做逐渐________的运动． 2．原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需 ________． [预习交流] 做离心运动的物体是否受到离心力的作用？
知识点一、1.圆周运动 2．外轨 3．(1)外轨 内轨：有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做 圆周运动所需的向心力，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的外高内低，比如汽车、摩托车、自 行车赛道的弯道，高速公路的拐弯处等．
(2)如图乙所示，汽车经过凹形桥的最低点时，满足的关 mv 2 系为________＝ r ，FN＝________，汽车对桥的压力大小 FN′＝FN.汽车过凹形桥时，对桥的压力________重力． (3)汽车运动在拱形桥的任一位置时，如图丙所示，满足 mv 2 的关系为________＝ r ，则FN＝________. [预习交流] 若桥上经常有车辆经过，凹形桥和凸形桥相比哪种桥更 耐用？请用圆周运动知识加以解释．
3．铁路弯道的特点 (1)转弯处________略高于________． (2)铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道 ________． (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，它提供了火车做圆周运动的________． [预习交流] 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？
火车转弯问题
[重难破疑] (1)火车车轮的结构特点：火车车轮有凸出的轮缘，且火 车在轨道上运行时，有凸出轮缘的一边在两轨道的内侧，这 种结构有助于固定火车运动的轨迹．
(2)铁路的弯道 ①如果铁路弯道的内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压 外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转 弯的向心力，如图甲所示．但是火车的质量很大，靠这种办 法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用太大，铁轨和车轮 极易受损．
航天器中的失重现象
1．对航天器，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________＝ mv 2 r ，由此可得FN＝0，航天员处于
________状态，对座椅________． 3．航天器内的任何物体之间均没有压力．
4．航天器内的任何物体都处于________状态，但并不是 物体不受重力．正因为受到重力作用才使航天器连同其中的 乘员________． [预习交流] 神舟七号航天员翟志刚进行了出舱活动，他的行动实现 了中国人的第一次太空行走，观察直播时发现，翟志刚在出 舱实验时是飘浮在空中的，想一想这是为什么？
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高中物理必修二生活中的圆周运动之汽车过桥 高中物理必修课件PPT 人教版
即 FN
-
G
m
V2 R
所以 FN
mg
m
V2 R
由于FN FN’所以FN’ mg
A．汽车对桥面的压力大于汽车的重力mg，此时汽车处于超重状态； B.汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越大。
当堂小练
4
5
解：（1）汽车在最低点受到的支持力最大，此时速度最大，根
据牛顿定律得：ຫໍສະໝຸດ 代入数据，解得：v＝10m/s．
汽车过拱形桥
FN F合（提供向心力）
即 G - FN
m
V2 R
所以
FN
mg
-m
V2 R
当v gR，FN 0
v gr
当v等于v临界时汽车对桥的压力为零。
当ｖ大于ｖ临界时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。
当ｖ小于ｖ临界时，汽车达不到拱形桥的最高点。
汽车过凹形桥
FN F合（提供向心力）
高中物理必修二第五章曲线运动
第七节 生活中的圆周运 动
汽车过拱桥
目录
导入 知识讲解
课堂练习 知识小结
汽车过桥
FN
V0
G
汽车过拱形桥
FN F合（提供向心力）
即 G - FN
m
V2 R
所以 FN
mg
-m
V2 R
由于FN FN’所以FN’ mg
A．汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg，此时汽车处于失重状态； B.汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。
谢谢观看
备注：过山车视频和飞车视频源自腾讯视频
（2）当汽车运动到最高点时，支持力最小，根据牛顿第二定律
得：
代入数据，解得：N′＝1.0×105N．根据牛顿
高中物理第五章曲线运动7生活中的圆周运动课件新人教版必修2
3．规定速度分析 设内外轨间的距离为 L，内外轨的高度差为 h，火车转弯的 半径为 R，火车转弯的规定速度为 v0，α 为轨道所在平面与水平 面的夹角，由如图所示的力的合成得到向心力为 F 合＝ mgtanα≈mgsinα＝mghL，(α 很小时，tanα≈sinα)
由牛顿第二定律，得 F 合＝mvR20， 所以 mgLh＝mvR20，
A．摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用 B．摩托车所受外力的合力小于所需的向心力 C．摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去 D．摩托车将沿其半径方向沿直线滑去 [思路点拨] 摩托车侧滑是发生了离心运动，但并非受到了 离心力作用．熟练掌握物体做离心运动的条件是正确解答本题的 关键．
[解析] 摩托车只受重力、地面支持力和地面摩擦力的作用， 没有离心力，A 项错误；摩托车转弯时如果向外滑动，说明提供 的向心力即合力小于需要的向心力，B 项正确；摩托车将滑向线 速度方向与沿半径向外的方向之间，C、D 项错误．
(1)若汽车到达桥顶时速度为 v1＝5 m/s，汽车对桥面的压力 是多大？
(2)汽车以多大速度经过桥顶时，恰好对桥面没有压力？ [思路点拨] 汽车在拱桥上的运动是竖直面内的圆周运 动．汽车在桥顶时受到重力和桥面的支持力作用，这两个力的合 力提供向心力，结合牛顿第二定律列式求解．
[解析]
汽车到达拱桥桥顶时，受到重力 mg 和桥面对它的支持力 N 的作用，如图所示．
铁轨不受轮缘的挤压，如图所示，图中 h 为内、外轨高度差， L 为内、外轨间的距离．
由 F＝mgtanθ＝mvr2，得 tanθ＝gvr2.由于轨道平面与水平面间
的夹角很小，即 θ 很小，可以近似认为 tanθ≈sinθ＝hL，代入上
式得h＝v2，所以内、外轨的高度差 L rg
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)
由牛顿第三定律：FN
mgmv2 r
FN'FNmgmv2 r
FN
h
FN’
mg
r
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：
• 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.
FN r
FN
mg
v2 m
h
FN mgmv2 r
r
G
FN'FN mgmv2
FN’
r
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。
拱型桥： 凹型桥：
FN'mgmv2 r
F'N mgmv2 r
无论过拱型桥还是凹型桥， 都应当减速行驶。
三、航天器中的失重FN现象
mg
根据牛顿第二定律： mgFN mv2 r
运动的特点列方程求解。
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
物理：5.1《 曲线运动》课件 (新人教版必修2)
1．曲线运动的速度 ． 曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的________方 方 曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的 是时刻________的，具有加速度，因此曲线运动一定 向， 是时刻 的 具有加速度， 运动， 是________运动，但变速运动不一定是曲线运动． 运动 但变速运动不一定是曲线运动． 2．曲线运动的轨迹 ． 做曲线运动的物体，其轨迹向________所指的一方弯 做曲线运动的物体， 其轨迹向 所指的一方弯 若已知物体的运动轨迹， 曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的 大致方向，即合外力总是指向曲线的 大致方向，即合外力总是指向曲线的________． ．
●学法指导 1． 对物体做曲线运动的条件 ， 要从力与运动的关系 、 ． 对物体做曲线运动的条件， 要从力与运动的关系、 运动状态变化的原因的角度来理解，物体做曲线运动时， 运动状态变化的原因的角度来理解，物体做曲线运动时， 速度的方向时刻在变化，不管速率是否变化， 速度的方向时刻在变化，不管速率是否变化，其运动状态 肯定在变化，所以做曲线运动的物体必有加速度， 肯定在变化，所以做曲线运动的物体必有加速度，所以受 合外力肯定不为零． 合外力肯定不为零． 2 ． 运动的合成与分解 ， 指的是位移 、 速度 、 加速度 运动的合成与分解， 指的是位移、 速度、 等矢量的合成与分解，跟力的合成与分解一样， 等矢量的合成与分解，跟力的合成与分解一样，遵循相同 的平行四边形定则． 的平行四边形定则． 3． 抛体运动是在恒定外力作用下所做的匀变速曲线 ． 运动，恒定的外力是改变速度大小的原因， 运动，恒定的外力是改变速度大小的原因，也是改变速度 方向的原因． 方向的原因．
答案：运动员在手抓铁链转动时，链球做曲线运动， 答案：运动员在手抓铁链转动时，链球做曲线运动， 松手后，链球失去拉力， 松手后，链球失去拉力，由于惯性将沿此时的速度方向飞 而运动方向为此时刻的轨迹切线方向，由此可知， 出，而运动方向为此时刻的轨迹切线方向，由此可知， 做 曲线运动的物体，需要外力， 曲线运动的物体，需要外力，且外力方向与速度方向不在 一条直线上，做曲线运动的物体的速度方向为轨迹的切线 一条直线上， 方向. 方向
人教版高中物理必修2第5章第7节生活中的圆周运动(共41张PPT)
FN
析
θ
F合＝mg tanθ
F合
O v＝ gR tanθ
G
火车转弯时所
θ
需的向心力
Fn
=
m
v2
R
轨道对轮缘 无挤压，此 时火车的速 度为多大？
若火车的速度 大于或小于这 个值时，轨道 对轮缘有挤压
吗？
FN
G Fθ
FN
当v gr tan，即F合 Fn时
轮缘受到外轨向内的弹力。
当v gr tan，即F合 Fn时
D．限制火车向外脱轨
古老的赵州桥—中国人的骄
二、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？
拱
形 汽车质量为m，通过桥最
FN
桥 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？
mg
F合＝mg－FN
Fn=
m
v2
R
∴
mg－FN＝m
v2
R
∴
FN ＝mg－m
v2
R
由牛顿第三定律得
若汽车通过拱 桥的速度增大， 会出现什么情
况？
FN ＜mg
F压＝FN
＝mg－m
v2
R
拱
形
FN
桥
FN ＝mg－m
v2
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
mg＝m
v2
R
v＝ gR
度为多大？
向心、圆周、离心运动
供 提供物体做圆 周运动的力
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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人教版高中物理必修2第五章 曲线运动7. 生活中的圆周运动 课件(4)
F 0
F mr 2 F mr 2
作离心运动的条件：
F合 0或F合 Fn
精品PPT
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 去的倾向,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所 需的向心力的情况下,做逐渐远离圆心的离心运动;当合 外力大于物体做圆周运动所需的向心力时,物体做离圆心 越来越近的向心运动;只有当合外力等于所需的向心力时, 物体才可能做匀速圆周运动。
FN
由牛顿第二定律:
Ff
FN
mg
m
v2 r
FN
mg
m
v2 F
r
G
超重 由牛顿第三定律：FN
FN
mg
m v2 r
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? 精品PPT
比较三种桥面受力的情况
FN
G FN
m v2 r
G
FN
FN
G
v2 m
r
G
FN
FN = G
G
精品PPT
问题4、航天器中的失重现象
N sin mg
N cos F 向
N θ
G
精品PPT
结论
将路面倾斜的原因是让支持力与竖直方向成一角 度，这样支持力的水平分力就可以提供部分向心 力，减小静摩擦力的负担。
讨论：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
精品PPT
问题：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
"供需"不平衡 精品PPT
问题：当火车提速后，如何对旧的铁路弯道进行改 造？内外轨的高度差h如何确定？
v2 m0
F mr 2 F mr 2
作离心运动的条件：
F合 0或F合 Fn
精品PPT
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 去的倾向,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所 需的向心力的情况下,做逐渐远离圆心的离心运动;当合 外力大于物体做圆周运动所需的向心力时,物体做离圆心 越来越近的向心运动;只有当合外力等于所需的向心力时, 物体才可能做匀速圆周运动。
FN
由牛顿第二定律:
Ff
FN
mg
m
v2 r
FN
mg
m
v2 F
r
G
超重 由牛顿第三定律：FN
FN
mg
m v2 r
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? 精品PPT
比较三种桥面受力的情况
FN
G FN
m v2 r
G
FN
FN
G
v2 m
r
G
FN
FN = G
G
精品PPT
问题4、航天器中的失重现象
N sin mg
N cos F 向
N θ
G
精品PPT
结论
将路面倾斜的原因是让支持力与竖直方向成一角 度，这样支持力的水平分力就可以提供部分向心 力，减小静摩擦力的负担。
讨论：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
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问题：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
"供需"不平衡 精品PPT
问题：当火车提速后，如何对旧的铁路弯道进行改 造？内外轨的高度差h如何确定？
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必修2 之 第五章曲线运动 第7节：生活中的圆周运动
温故知新
• 1、向心力的来源？源自• 2、应用F合=Fｎ的步骤？
• • 分析受力，找出指向圆心的合力； 选择an公式，利用 F合＝man求解。
第五章 曲线运动
----第7节 生活中的圆周运动
第7节 生活中的圆周运动
• 学习目标
• 1、分析受力，找
出向心力；
• 关键术语
• F合＝Fn； • F合＝man ；
• 1、汽车过桥时受到哪些力的作用？ • 2、F合怎样表示？ • 3、已知V和R，如何表示FN?
• 4、讨论FN与V的关系？
• FN可不可能为0？此时V=？
•
•
FN=0时驾驶员对座椅的压力多大？
这种现象叫什么？
阅读“拱形桥” ，回答问题。
• 5、如果桥面凹陷的圆弧，FN与速度V 又是什么关系？ • 6、为什么多数桥都是凸形而不是凹形？ • 7、为什么公路上出现一个小坑，很快 就会变成大坑?
阅读“离心运动” ，回答问题。
• 1、做圆周运动的物体，总有沿切线方向飞 出的趋势，为何没有飞出？ • 2、向心力突然消失，会出现什么情况？ • 3、什么叫离心运动? 离心运动在生产生活 中有什么应用？
• 4、什么条件下物体会做离心运动？
• 5、如果F合小于Fn，物体怎样运动？
• 2、应用F合＝man 解决实际问题。
阅读“铁路弯道”，回答问题。
• 1、为什么铁路弯道处的外轨总高于内 轨？ • 2、如果内、外轨道相平会怎样？ • 3、设路基斜面倾角为θ，转弯半径为R， 为使火车对轨道无挤压，则火车转弯 的最大速度为多少？（用θ 、R、g表 示。）
阅读“拱形桥” ，回答问题。
• 1、向心力的来源？源自• 2、应用F合=Fｎ的步骤？
• • 分析受力，找出指向圆心的合力； 选择an公式，利用 F合＝man求解。
第五章 曲线运动
----第7节 生活中的圆周运动
第7节 生活中的圆周运动
• 学习目标
• 1、分析受力，找
出向心力；
• 关键术语
• F合＝Fn； • F合＝man ；
• 1、汽车过桥时受到哪些力的作用？ • 2、F合怎样表示？ • 3、已知V和R，如何表示FN?
• 4、讨论FN与V的关系？
• FN可不可能为0？此时V=？
•
•
FN=0时驾驶员对座椅的压力多大？
这种现象叫什么？
阅读“拱形桥” ，回答问题。
• 5、如果桥面凹陷的圆弧，FN与速度V 又是什么关系？ • 6、为什么多数桥都是凸形而不是凹形？ • 7、为什么公路上出现一个小坑，很快 就会变成大坑?
阅读“离心运动” ，回答问题。
• 1、做圆周运动的物体，总有沿切线方向飞 出的趋势，为何没有飞出？ • 2、向心力突然消失，会出现什么情况？ • 3、什么叫离心运动? 离心运动在生产生活 中有什么应用？
• 4、什么条件下物体会做离心运动？
• 5、如果F合小于Fn，物体怎样运动？
• 2、应用F合＝man 解决实际问题。
阅读“铁路弯道”，回答问题。
• 1、为什么铁路弯道处的外轨总高于内 轨？ • 2、如果内、外轨道相平会怎样？ • 3、设路基斜面倾角为θ，转弯半径为R， 为使火车对轨道无挤压，则火车转弯 的最大速度为多少？（用θ 、R、g表 示。）
阅读“拱形桥” ，回答问题。
高中物理 第5章 曲线运动 7 生活中的圆周运动课件 新
2．受力特点 在实际的火车转弯处，外轨高于内轨，火车所受支持力的方向斜向上，其 竖直分力可以与重力平衡，其水平分力可以提供向心力，或者说火车所受支持 力与重力的合力可以提供向心力．
3．速度与轨道压力的关系 (1)若火车转弯时，火车所受支持力与重力的合力充当向心力，则 mgtan θ ＝mvR20，如图 5-7-4 所示，则 v0＝ gRtan θ ，其中 R 为弯道半径，θ 为轨道平面 与水平面的夹角(tan θ ≈Lh，h 为内外轨高度差，L 为内外轨间距)，v0 为转弯处 的规定速度．此时，内外轨道对火车均无挤压作用；
[后思考] 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？
图 5-7-2 【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．
[合作探讨] 火车在铁轨上转弯可以看成是匀速圆周运动，如图 5-7-3 所示，请思考下列 问题：
知
知
识
识
点
点
一
三
7．生活中的圆周运动
学
知
业
识
分
点
层
二
测
评
学习目标 1.知道具体问题中的向心力来源．(难 点) 2.掌握分析、处理生产和生活中实例 的方法．(重点、难点) 3.掌握物体在变速圆周运动中特殊 点的向心力、向心加速度的求法．(重 点、难点)
知识脉络
铁路的弯道
[先填空] 1．火车在弯道上的运动特点 火车在弯道上运动时实际上在做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其 质量巨大，需要很大的向心力．
【答案】 AC
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