人教版高中物理必修2课件匀速圆周运动
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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?
人教版高中必修二物理教学课件 第五章：曲线运动 5.4 圆周运动 ppt导学课件(含答案)
三种传动装置及其特点．
传动类型 同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B 两点在同 两个轮子用皮带 两个齿轮轮齿啮
轴的一个圆盘 连接，A、B 两点 合，A、B 两点分
上
分别是两个轮子 别是两个齿轮边
边缘的点
缘上的点
角速度、 特点
周期相同
线速度相同
线速度相同
转动方向 相同
相同
相反
规律
角速度与半径成 角速度与半径成
3．择式分析：若线速度大小相等，则根据 ω ∝1r分析； 若角速度大小相等，则根据 v ∝ r 分析．
1.如图所示的齿轮传动装置中，主动轮和从动轮的齿 大小相同，主动轮的齿数 z1＝24，从动轮的齿数 z2＝8， 当主动轮以角速度 ω 逆时针转动时，从动轮的转动情况 是( )
A．顺时针转动，周期为23πω B．逆时针转动，周期为23πω
A．①③⑤⑦ C．②④⑥⑦
B．②④⑥⑧ D．②④⑤⑧
解析：由题意知半径 R＝0.25 m，线速度 v＝Rω＝2.5
v
2π
m/s，则角速度 ω＝R＝10 rad/s，②正确；周期 T＝ ω ＝
0.2π s＝0.628 s，④正确；
频率
f＝T1＝1.59
Hz，⑥正确；转速
n＝ ω ＝5
2π π
r/s＜
答案：ABC
解析：A、B 两轮通过皮带传动，皮带不打滑，则 A、 B 两轮边缘的线速度大小相等，
即 va＝vb 或 va∶vb＝1∶1.① 由 v＝ωr 得 ωa∶ωb＝rB∶rA＝1∶2.② B、C 两轮固定在一起绕同一轴转动，则 B、C 两轮 的角速度相等，即 ωb＝ωc 或 ωb∶ωc＝1∶1.③ 由 v＝ωr 得 vb∶vc＝rB∶rC＝1∶2.④
人教版高中物理必修2-6.4 生活中的圆周运动-课件(共30张PPT)
◆圆周运动(Circular motion)
生
铁路的弯道
活
中
(2) 外轨高内轨低时转弯
的
mg
tan
v2 m
圆
r
周
mg sin m v2
运
r
动
mg h m v2
L
r
v ghr L
θ很小时,sinθ≈tanθ
N
此为火车转弯
Fn
r
时的设计速度
θ
G
L
h
θ
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?
N
m
v
G
飞离桥面做平抛运 动！
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2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
【解】G和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，
FN
由牛顿第二定律得：
v2 FN G m r
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背景问题2：汽车过桥
◆圆周运动(Circular motion)
汽车过桥问题
生 黄石长江大桥
活 中 的 圆 周 运 动
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外轨对轮缘的弹力F提供向 心力F=F向
火车车轮受三个力：重力 、支持力、外轨对轮缘的 弹力.
+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．
2022年人教版高中物理必修二第六章圆周运动第2节向心力第1课时 向心力
第六章 圆周运动2．向心力 第1课时 向心力【课标定向】1．通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1．理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2．通过比较，知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3．利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n ＝m v 2r＝m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动合力的作用效果： 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果：(1)跟圆周相切的分力F t ：与物体运动的方向平行，改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n ：与物体运动的方向垂直，改变线速度的方向。
2．一般曲线运动：(1)曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，如图所示。
(2)处理方法：将曲线分割成为许多很短的小段，这样，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体，则运动员转弯时所需向心力的来源如何？所受的合力方向及作用效果是什么？提示：运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心，充当向心力，改变速度的方向。
如图，一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题：1．汽车受到的合力为零。
( ×)2．汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3．汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小，也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示，飞机在空中水平面内做匀速圆周运动；滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
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 ） 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课件：5.6向心力
小
结
1、向心力的方向： 指向圆心
2、向心力的作用效果： 改变速度的方向
3、向心力的大小
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
Fn =m 4Tπ22r
4、变速圆周运动中的协力并非向心力
在匀速圆周运动中协力充当向心力
v2 m
r
mω2r
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦
力等各种性质的力，也可以是几个力的协力，
还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由协力提供向心
力。
变速圆周运动：
F向 F合
F F F 向是 合的指向圆心方向的分力 n
练 习
3、在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球， 小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列
F
O
变 速
做变速圆周运动的物体所受的力
圆
Ft
周
F
Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小。 Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向。
变速圆周运动的合外力不指向圆心，即不是向心力； 而沿半径指向圆心方向的协力才是向心力。
变 做变速圆周运动的物体所受的力
速 圆
周 结论同时具有向心加速度和切向 加速度的圆周运动就是变速圆周 运动 ，匀速圆周运动切向加速度 为零。
知 识 点 1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？ 回 顾
2 、匀速圆周运动向心加速度是如何定义的？ 其表达式是什么？
做匀速圆周运动的物体是否受到力的作用呢？
第五章 曲线运动
5.6 向心力
向 心 定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个
力 指向圆心的协力，这个协力叫做向心力。
及 其 特 点
6.4生活的圆周运动(课件)-2023学年高一物理同步备课(人教版2019必修第二册)
总结：竖直平面内圆周运动的临界问题
课堂小结
铁路的弯道
1．讨论向心力的来源 2．外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力 3．讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
生 活
汽车过拱形桥和凹形桥
1．思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力 与重力谁大?
2．圆周运动中的超重、失重情况．
中
r
拉力 支持力
问题1:最高点的最小速度是多少?
最小速度v=0，此时mg=N
问题2:在最高点时，何时杆表现为拉力？何 时杆表现为支持力？试求其临界速度。
临界速度： N T 0,v0 gr 当v>v0，杆对球有向下的拉力； 当v<v0，杆对球有向上的支持力。
知 识 点 五 ： 竖直面内圆周运动的临界问题
考点一：火车转弯
【变式训练1】如图甲所示，途中火车要进入某半径为R的弯道，火车
在轨道上的的截面图如图乙所示。已知两轨间宽度为L，弯道内外轨
高度差是h，重力加速度为g。若火车转弯时轮缘与铁轨间恰好无作
用，则此时火车的速度为（
A． gRh
L2 h2
B．gR L2 h2
h
C． gRh L2 h2
D． gR L2 h2 h
面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，
支持力会变成零FN=0？
由 mg
0
v2 m
R
得v
gR 7.9km / s 此时司机处于完
全失重状态。
知 识 点 三 ： 航天器中的失重现象
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－m mg
2、航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周 运动）时，航天员处在超重还是失重状态？
课堂小结
铁路的弯道
1．讨论向心力的来源 2．外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力 3．讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
生 活
汽车过拱形桥和凹形桥
1．思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力 与重力谁大?
2．圆周运动中的超重、失重情况．
中
r
拉力 支持力
问题1:最高点的最小速度是多少?
最小速度v=0，此时mg=N
问题2:在最高点时，何时杆表现为拉力？何 时杆表现为支持力？试求其临界速度。
临界速度： N T 0,v0 gr 当v>v0，杆对球有向下的拉力； 当v<v0，杆对球有向上的支持力。
知 识 点 五 ： 竖直面内圆周运动的临界问题
考点一：火车转弯
【变式训练1】如图甲所示，途中火车要进入某半径为R的弯道，火车
在轨道上的的截面图如图乙所示。已知两轨间宽度为L，弯道内外轨
高度差是h，重力加速度为g。若火车转弯时轮缘与铁轨间恰好无作
用，则此时火车的速度为（
A． gRh
L2 h2
B．gR L2 h2
h
C． gRh L2 h2
D． gR L2 h2 h
面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，
支持力会变成零FN=0？
由 mg
0
v2 m
R
得v
gR 7.9km / s 此时司机处于完
全失重状态。
知 识 点 三 ： 航天器中的失重现象
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－m mg
2、航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周 运动）时，航天员处在超重还是失重状态？
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周运动
一、匀速圆周运动
1什么叫匀速圆周运动？ 质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的 圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动 2匀速圆周运动特点:轨 迹是圆,速率不变 3匀速圆周运动性质:变速运动
二 描述匀速圆周运动快慢的物理量
1线速度 (1)定义:V=S/t 弧长 和时间的比值 (2)单位:米每秒(m/s) (3)方向:沿圆周该点的 切线方向 (4)物理意义:描述质点沿圆 弧运动的快慢和方向
3周期、频率和转速
1） 叫周期， 叫频率； 叫转速 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时 间叫做周期。 周期的倒数叫做频率。
一定时间内所转过的圈数叫做转数。 2）它们分别用什么字母表示？
周期：T 频率：f 转数：n
3）它们的单位分别是什么？ 周期：S 频率Hz 转数r/s或r/min
线速度、角速度、周期之间的关系
3、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转 速为120r/min，车轮的直径为0.70m．求自 行车行驶速度的大小？ 1.4πm/s.
4．如图所示，地球绕中心地轴匀速转动， A点为北半球地面上一点，B点为赤道上一 点，则 A．A、B两点的角速度相等 B．A、B两点的线速度相等 C．若，则 vA : vB 3 : 2 D．以上答案都不对
一物体做半径为r的匀速圆周运动 它运动一周所用的时间叫周期，用T表示。它在周 期T内转过的弧长为２πr，由此可知它的线速度为 ２πr/ T 。 一个周期T内转过的角度为２π，物体的角速度为 ２π／ T 。 v=2πr/ T ω=2π/ T v=ωr
由v=ωr可以看出三者之间关系
1）当v一定时，ω与r成反比 2）当ω一定时 v与r成正比 3）当r一定时，v与ω成正比
练习
1、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟 表上分针的周期和角速度各多大？分针与 秒针的角速度之比为多少？
3600秒、π/1800 rad/s、1：60.
2、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为 4000m，线速度为80m/s，则周期为 314 ______s ，角速度为______rad/s ． 0.02
A
VA S t φ B VB
(5)特点:变速曲线运动
注意：
线速度是一个矢量，不仅有大小也有方向 匀速圆周运动是一种非匀速运动， 这里的匀速单指其速率不变！
2角速度 (1)定义: ω =φ／t 连接运动物体和圆心的半径转过的角度φ和 所用时间t的比值 (2)单位:弧度每秒(rad/s) (3)矢量:匀速圆周运动的角速度是恒定不变 (4)物理意义:描述质点绕圆心运动的快慢 t B A φ
答案：AC
A
A
B
B
结论：主动轮通过皮带、链条、 齿轮等带动从动轮的过程中，皮带 （链条）上各点以及两轮边缘上各 点的线速度大小相等。
例3 分析下列情况下，轮上各点的角速度有 什么关系？
B O C
结论：同一轮上各点的角速度相同。
四、几点说明
1 ω、T、f中任一个量确定，其余两个量也 确定，v还与r有关
２固定在同一根转轴上转动的物体其角速 度相等 ３用皮带传动的皮带转轮轮缘（皮带触点） 线速度大小相等
实例分析：
C A B
A
B
图中A、B、C三点有什么关系？
例1 把地球看成一个球体，在地球表面上赤道某一 点A，北纬60°一点B，在地球自转时，A与B两点 角速度之比为多大？线速度之比为多大？
解：
ω A:ω B=1:1
v=ωr
B
VA:VB=2:1
600
A
例2 分析下图中，A、B两点的线速度 有什么关系？
一、匀速圆周运动
1什么叫匀速圆周运动？ 质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的 圆弧长度相等，这种运动就叫做匀速圆周运动 2匀速圆周运动特点:轨 迹是圆,速率不变 3匀速圆周运动性质:变速运动
二 描述匀速圆周运动快慢的物理量
1线速度 (1)定义:V=S/t 弧长 和时间的比值 (2)单位:米每秒(m/s) (3)方向:沿圆周该点的 切线方向 (4)物理意义:描述质点沿圆 弧运动的快慢和方向
3周期、频率和转速
1） 叫周期， 叫频率； 叫转速 做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时 间叫做周期。 周期的倒数叫做频率。
一定时间内所转过的圈数叫做转数。 2）它们分别用什么字母表示？
周期：T 频率：f 转数：n
3）它们的单位分别是什么？ 周期：S 频率Hz 转数r/s或r/min
线速度、角速度、周期之间的关系
3、自行车匀速行驶中，车轮绕轴转动的转 速为120r/min，车轮的直径为0.70m．求自 行车行驶速度的大小？ 1.4πm/s.
4．如图所示，地球绕中心地轴匀速转动， A点为北半球地面上一点，B点为赤道上一 点，则 A．A、B两点的角速度相等 B．A、B两点的线速度相等 C．若，则 vA : vB 3 : 2 D．以上答案都不对
一物体做半径为r的匀速圆周运动 它运动一周所用的时间叫周期，用T表示。它在周 期T内转过的弧长为２πr，由此可知它的线速度为 ２πr/ T 。 一个周期T内转过的角度为２π，物体的角速度为 ２π／ T 。 v=2πr/ T ω=2π/ T v=ωr
由v=ωr可以看出三者之间关系
1）当v一定时，ω与r成反比 2）当ω一定时 v与r成正比 3）当r一定时，v与ω成正比
练习
1、如果钟表的指针都做匀速圆周运动，钟 表上分针的周期和角速度各多大？分针与 秒针的角速度之比为多少？
3600秒、π/1800 rad/s、1：60.
2、做匀速圆周运动的飞机，运动半径为 4000m，线速度为80m/s，则周期为 314 ______s ，角速度为______rad/s ． 0.02
A
VA S t φ B VB
(5)特点:变速曲线运动
注意：
线速度是一个矢量，不仅有大小也有方向 匀速圆周运动是一种非匀速运动， 这里的匀速单指其速率不变！
2角速度 (1)定义: ω =φ／t 连接运动物体和圆心的半径转过的角度φ和 所用时间t的比值 (2)单位:弧度每秒(rad/s) (3)矢量:匀速圆周运动的角速度是恒定不变 (4)物理意义:描述质点绕圆心运动的快慢 t B A φ
答案：AC
A
A
B
B
结论：主动轮通过皮带、链条、 齿轮等带动从动轮的过程中，皮带 （链条）上各点以及两轮边缘上各 点的线速度大小相等。
例3 分析下列情况下，轮上各点的角速度有 什么关系？
B O C
结论：同一轮上各点的角速度相同。
四、几点说明
1 ω、T、f中任一个量确定，其余两个量也 确定，v还与r有关
２固定在同一根转轴上转动的物体其角速 度相等 ３用皮带传动的皮带转轮轮缘（皮带触点） 线速度大小相等
实例分析：
C A B
A
B
图中A、B、C三点有什么关系？
例1 把地球看成一个球体，在地球表面上赤道某一 点A，北纬60°一点B，在地球自转时，A与B两点 角速度之比为多大？线速度之比为多大？
解：
ω A:ω B=1:1
v=ωr
B
VA:VB=2:1
600
A
例2 分析下图中，A、B两点的线速度 有什么关系？