生活中圆周运动1.PPT课件
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高中物理必修2人教版5.7生活中的圆周运动课件
则下列说法中正确的是（AC ）
A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持 力的协力提供向心力 B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持 力和外轨对轮缘弹力的协力提供向心力 C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨
2.(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)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v0时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑
v2
G FN m r
G
FN
v2
FN G m r
G
FN
FN = G
G
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
课堂练习
1、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
G
火车行驶速率v<v临界
注意 从这个例子我们进一步知道 ：
1、火车转弯时向心力是水平的．
2、向心力是按效果命名的力， 如果认为做匀速圆周运动的物 体除了受到其他力的作用，还 要再受到一个向心力，那就不 对了。
1、火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半 径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，
实例 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？
1、汽车过凸形桥
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?
A．当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持 力的协力提供向心力 B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持 力和外轨对轮缘弹力的协力提供向心力 C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨 D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨
2.(多选)(2013·新课标全国卷Ⅱ)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v0时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑
v2
G FN m r
G
FN
v2
FN G m r
G
FN
FN = G
G
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
课堂练习
1、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
G
火车行驶速率v<v临界
注意 从这个例子我们进一步知道 ：
1、火车转弯时向心力是水平的．
2、向心力是按效果命名的力， 如果认为做匀速圆周运动的物 体除了受到其他力的作用，还 要再受到一个向心力，那就不 对了。
1、火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半 径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶的速度为v，
实例 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？
1、汽车过凸形桥
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?
+生活中的圆周运动+课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
m/s2＝2.5 m/s2。
汽车所需的向心力F＝ma＝1.0×103×2.5 N＝2.5×103 N。
在桥的最高点，汽车的向心力是由重力和桥的支持力提
供，如图所示，根据牛顿第二定律，F＝mg－FN＝ma，则FN ＝mg－ma＝1.0×103×(10－2.5)N＝7.5×103 N，根据牛顿第三
定律，汽车对桥的压力F压＝FN＝7.5×103 N。
2 汽车过拱形桥
2．汽车通过凹形路面最低点时的情况
汽车通过凹形路面的最低点时，圆心在地面上方，向心加速度竖直向上， 汽车受到地面的支持力大于自身重力，汽车处于超重状态． mm如 牛 nn身 车ggnn－ － 图顿重高nnmmn所第力速vvnrr22示二，过n>>，定且凹mm重律汽形gg力得车路．，行面由mF方驶时◎ 点 故 形 能牛g=向的容时合桥用汽F和顿竖n速易，力的此车-支第直m率爆支也最种在持三向g越胎持在高方拱力定下=m大的力此点法形律，Fg－ ，原和竖或求桥n知可的m汽因重直形解最，见vr合2车 ．力线路．高汽，地力对在上面点车此面提地同，的和对位对供面一当最凹地置汽汽的竖汽低形面汽车车压直车点路的车的在力线不时面压对支该就上在，最力地持点越，拱不低面力F的大n的’向F=，n压心=F这力力mn也=大g，m是于+由g汽m自+
(4） 则物体沿切线方向飞出，做匀速直线运动．
4．离心运动的应用和防止
(1）应用：离心干燥器、洗衣机的脱水桶、无缝钢管的生
产、离心水泵等
(2）防止：为防止汽车转弯、砂轮转动时发生离心现象，
都要对它们的速度加以限制．若砂轮、飞轮等的转速超过
允许的最大转速，它们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．
6.4 生活中的圆周运动-课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
2、质量为m的航天员： 航天员的重力提供向心力。
mg m v2 R
Mg M v2 R
v gR
航天员处于完全失重状态
3、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。
三、航天器中的失重现象
➢巩固提升 例3、（多选）2013年6月11日至26日，“神舟十号”飞船圆 满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太 空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实 验。如图所示为处于完全失重状态下的水珠，下列说法正确 的是（ AC ） A.水珠仍受重力的作用 B.水珠受力平衡 C.水珠所受重力等于所需的向心力 D.水珠不受重力的作用
外轨对轮缘有侧压力。
F
当火车行驶速率v<v规定时，
内轨对轮缘有侧压力。
G
一、火车转弯
问题6：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？
汽车、摩托车、自行 车赛道的弯道，高速 公路的拐弯处
一、火车转弯
➢梳理深化
1、明确圆周平面：火车转弯处的铁轨，虽然外轨高于内轨，但 整个外轨是等高的，整个内轨是等高的。因而火车在行驶的过程 中，中心的高度不变，即火车中心的轨迹在同一水平面内。故火 车的圆周平面是水平面，而不是斜面。即火车的向心加速度和向 心力均沿水平面指向圆心。 2、向心力来源：在铁路的弯道处，内、外铁轨有高度差，火车 在此处依规定的速度行驶，转弯时，向心力几乎完全由重力G和
问题2：当汽车以上述速度行驶时，驾驶员对座椅的压力为
多大？此时驾驶员处于什么状态？（“超重”、“失重”
或“完全失重” ）
完全失重
圆周运动的基本规律ppt课件
2、汽车转弯问题 (1)路面水平时，转弯所需的向心力由静摩擦力提供， 若转弯半径为R，路面与车轮之间的最大静摩擦力为
车重的μ倍，汽车转弯的最大速度为 v gR
(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，汽车转弯的向心力 由重力和支持力的合力提供．
N
F θ
mg
例与练
(3)分析物体的受力情况，画出受力示意图，确定向心 力的来源；
(4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程；
(5)求解、讨论．
例与练
甲､乙两名溜冰运动员，面对面拉着弹簧秤做圆周运 动的溜冰表演，如图所示。已知M甲=80 kg，M乙=40 kg，两人相距0.9 m，弹簧秤的示数为96 N，下列判 断中正确的是( BD ) A. 两人的线速度相同，约为40 m/s B. 两人的角速度相同，为2 rad/s C. 两人的运动半径相同，都是0.45 m D. 两人的运动半径不同，甲为0.3 m，乙为0.6 m
2、向心运动 当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时， 即F>mω2r，物体逐渐向圆心靠近．如图所示．
三、圆周运动中的动力学问题分析 1、向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的，可以是重力、弹 力、摩擦力等各种力，也可以是几个力的合力或某 个力的分力，因此在受力分析中要避免再另外添加 一个向心力。 2、向心力的确定 (1)确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位 置。 (2)分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向 指向圆心的合力就是向心力．
答案： (1)N3mg (2)s2 (HR)R
例与练 如图所示，滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A 点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光 滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块 脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，试求滑块 在AB段运动过程中的加速度.
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．
高一物理精品课件集 生活中的圆周运动
N
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：
2 v 汽车通过桥顶时： mg FN m r 2 v 由牛顿第二定律： F m g m N r
h
mg
r
2 v 由牛顿第三定律： FN ' FN m g m r
O
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,为 什么？
FN将消失,汽 车将飞离桥面。
你见过凹形的桥吗？
卢 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： v2 FN m g m r v2 FN m g m r v2 FN ' FN m g m r
注意：汽车过凹形桥的速度不宜过 大,为什么？ FN r
FN F mg
火车的向心力：
由mg和FN 的合力提供
演示１ 演示２ 演示3 视频
三、 例、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径 拱 型 为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压 桥 力是多大？
黄石长江大桥
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？ F
r
1、自行车转弯时所需向心
力由静摩擦力提供。
V
mg =FN
FN
Ff=m
V2
r
mg
Ff
想 一 想
Ff = m
V2
r
一辆汽车绕半径R=９米的圆弧转弯，此过程可 以看作匀速圆周运动。已知此处路面与轮胎之间 的动摩擦因数为0.4，这个人转弯的最大速度不能 超过多少？（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力） V2 思考：如果汽车速度 大于６m/s，那会出现 什么情况？
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：
2 v 汽车通过桥顶时： mg FN m r 2 v 由牛顿第二定律： F m g m N r
h
mg
r
2 v 由牛顿第三定律： FN ' FN m g m r
O
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,为 什么？
FN将消失,汽 车将飞离桥面。
你见过凹形的桥吗？
卢 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： v2 FN m g m r v2 FN m g m r v2 FN ' FN m g m r
注意：汽车过凹形桥的速度不宜过 大,为什么？ FN r
FN F mg
火车的向心力：
由mg和FN 的合力提供
演示１ 演示２ 演示3 视频
三、 例、质量为m 的汽车以恒定的速率 v 通过半径 拱 型 为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压 桥 力是多大？
黄石长江大桥
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？ F
r
1、自行车转弯时所需向心
力由静摩擦力提供。
V
mg =FN
FN
Ff=m
V2
r
mg
Ff
想 一 想
Ff = m
V2
r
一辆汽车绕半径R=９米的圆弧转弯，此过程可 以看作匀速圆周运动。已知此处路面与轮胎之间 的动摩擦因数为0.4，这个人转弯的最大速度不能 超过多少？（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力） V2 思考：如果汽车速度 大于６m/s，那会出现 什么情况？
人教版物理必修二：5.7生活中的圆周运动教学设计课件-优秀课件
栏 目 链 接
课 前 导 读
2 m v －FN ＝ 1．在凸形桥的最高点，mg ________ ， R mv2 mg－ R ，速度越大，FN越小，当v＝ FN＝________
gR 时，FN＝0. ________
mv2 FN－mg ＝ 2．在凹形桥(路面)最低点，________ R ，FN＝
栏 目 链 接
mv2 mg＋ R ____ 导 读
三、航天器中的失重现象
1．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 mv2 G－FN ＝ ________ . R
栏 目 链 接
匀速圆周 2．当航天器做 ________运动时，FN＝0，此时航天器及其内 完全失重 部物体均处于 ________状态．
栏 目 链 接
问 探
题 究 (2)火车转弯时，如果转弯处内 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 图所示，但火车质量太大，靠这种办
栏 目 链 接
法得到向心力，轮缘与外轨间的相互
作用力太大，铁轨和车轮极易受损．
问 探
题 究
(3) 火车转弯时，如果在转弯处使外轨略高于内轨，
课 前 导 读
四、离心运动
做圆周运动的物体，在所受的合外力
突然消失 不足以 提供物体做圆周运动 ________或合外力________ 所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的 运动，这种运动叫做离心运动．
栏 目 链 接
栏 目 链 接
问 探
题 究
问题一 火车转弯时，车速为什么有限制？
1．铁路的弯道． (1) 火车车轮的结构特点：火车的车轮 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内侧，这种结构的 特点，主要是有助于固定火车运动的轨 迹．(如图所示)
课 前 导 读
2 m v －FN ＝ 1．在凸形桥的最高点，mg ________ ， R mv2 mg－ R ，速度越大，FN越小，当v＝ FN＝________
gR 时，FN＝0. ________
mv2 FN－mg ＝ 2．在凹形桥(路面)最低点，________ R ，FN＝
栏 目 链 接
mv2 mg＋ R ____ 导 读
三、航天器中的失重现象
1．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 mv2 G－FN ＝ ________ . R
栏 目 链 接
匀速圆周 2．当航天器做 ________运动时，FN＝0，此时航天器及其内 完全失重 部物体均处于 ________状态．
栏 目 链 接
问 探
题 究 (2)火车转弯时，如果转弯处内 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 图所示，但火车质量太大，靠这种办
栏 目 链 接
法得到向心力，轮缘与外轨间的相互
作用力太大，铁轨和车轮极易受损．
问 探
题 究
(3) 火车转弯时，如果在转弯处使外轨略高于内轨，
课 前 导 读
四、离心运动
做圆周运动的物体，在所受的合外力
突然消失 不足以 提供物体做圆周运动 ________或合外力________ 所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的 运动，这种运动叫做离心运动．
栏 目 链 接
栏 目 链 接
问 探
题 究
问题一 火车转弯时，车速为什么有限制？
1．铁路的弯道． (1) 火车车轮的结构特点：火车的车轮 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内侧，这种结构的 特点，主要是有助于固定火车运动的轨 迹．(如图所示)
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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写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
22
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
NN
θ
G
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
2、如何使火车转弯时铁轨不受轮缘挤压 呢？
3、怎样理解安全速度？
旋转飞椅
棉花糖机
地球是个椭球体
超速
复习旧知
F向
=
T2
r
4m 2n2r
提供量
需求量
一般思路：向心力的提供量等于需求量
圆周运动
转弯问题
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
N f
a o
F牵 G
‘工’字形 铁轨
轮缘
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
N
a N外轨 o
G
思考：
2、如何使火车转弯时铁轨不受 轮缘挤压呢？
N
a N外轨 o
G
思考： 2、如何使火车转弯时铁轨不 受轮缘挤压呢？