2013-2014学年高一人教版物理必修二同步课件 第5章 第7节 生活中的圆周运动
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
R 2 v 由牛顿第三定律得 F压＝FN ＝mg + m R
5.7生活中的圆周运动
观 察
思 考
外轨
内轨
火车在水平轨道 （内外轨道一样 高）上转弯时， 所需的向心力由 谁提供？
这个弹力很大， 会对轨道和轮 缘造成损坏。 如何解决这个 问题？
外轨对轮 缘的弹力
FN
F
G
分 析
在转弯处外轨 略高于内轨
火车转弯所需 的向心力的方 向是在水平方 向上还是在与 斜面平行的方 向上？
离 心 运 动 的 防 止
v
O
F
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？
1、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动
时所需的向心力减小。
2、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时
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
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
结 论
F压＝FN ＜mg
F压＝FN ＝mg
F压＝FN ＞mg
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
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？
航 天 器 中 的 失 重 现 象
所需的向心力。
Hale Waihona Puke 离 心 运 动 的 防 止
小 结
1、火车转弯 2、小车过桥
3、航天器中的失重现象 4、离心运动的利用与防止
离 心 运 动
F 合= 0 ，物体沿切线方向飞出远离圆心 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。
2、条件： 0 ≤F合＜mω2r
FN
θ
F合
G
θ
O
分 析
FN
θ
F合＝mg tanθ
F合
G
θ
O
v＝ gR tanθ
火车转弯时所 需的向心力
2 v Fn = m
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？
讨 论 1、当 v＞ gR tanθ ： 轮缘受到外轨向内的弹力
FN FN
航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速 度的大小为v ，轨道半径近似等于地球半径R ， 航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得 的体重mg 。
2 v mg－FN＝m R 2 v FN ＝mg－m r
当 v＝ gR 时，座舱对航天员的支持力FN＝0 ， 航天员处于完全失重。 有人把航天器失 正是由于地球引力的 重的原因说成是 存在，才使航天器连 它离地球太远， 同其中的人和物体绕 从而摆脱了地球 地球做圆周运动。 引力，这种说法
用离心机 把体温计 的水银柱 甩回玻璃 泡内
思 考
要使原来作匀速圆周运动的物体作离心运动， 该怎么办？
1、提高转速，使所需向心力增大到大于物体 所受合外力。
2、减小合外力或使其消失。
离 心 运 动 的 防 止
v
OF 静
2 v 当 Fmax＜m r 时，汽车做离心运动
在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的 向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。 如果转弯时速度过大，所需向心力Fn大于 最大静摩擦力Fmax （Fmax不足以提供向心 力），汽车将做离心运动而造成交通事故。 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 的 应 用
F
O
利用离 心运动 把附着 在物体 上的水 分甩掉
当脱水筒转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力使水滴做圆周运动。当脱 水筒转得比较快时，附着力F 不足以提供所需的 向心力，于是水滴做离心运动，穿过小孔，飞到 脱水筒外面。
离 心 运 动 的 应 用
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。
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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
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说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们 仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心 加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。
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长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质 量为m=3.0kg的小球，如图8—4所示，小球 以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通 过最高点时小球的速率是2.0m/s， （g=10m/s）则此时细杆OA受的（ ） A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力
精品PPT
物体除受到各个作用力外，还受一个 向心力吗？
用向心力公式求解有关问题时的解题 步骤如何？
对于火车转弯时，向心力由什么提供？ 汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压
力与重力的关系如何？
精品PPT
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1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关 的几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例
精品PPT
a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是
使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物
体的作用外，还要另外受到向心力。
精品PPT
（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运 动，找到圆心和半径。
（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具 体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。
（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力共 式列方程。
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
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说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们 仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心 加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。
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长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质 量为m=3.0kg的小球，如图8—4所示，小球 以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通 过最高点时小球的速率是2.0m/s， （g=10m/s）则此时细杆OA受的（ ） A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力
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物体除受到各个作用力外，还受一个 向心力吗？
用向心力公式求解有关问题时的解题 步骤如何？
对于火车转弯时，向心力由什么提供？ 汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压
力与重力的关系如何？
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1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关 的几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例
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a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是
使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物
体的作用外，还要另外受到向心力。
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（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运 动，找到圆心和半径。
（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具 体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。
（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力共 式列方程。
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
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
新人教版高一物理必修二第五章第七节生活中的圆周运动(共22张PPT)
（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力 公式列方程；
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
生活中的圆周运动：
作业:
• P98：3、4、5； • P101：7。
• 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
r
（2）、什么力提供小球做
匀速圆周运动的向心力；
（3）、圆锥摆的摆角与角
速度ω的关系？
θ
T2 T r T1
G
分析小球的受力情况
F向心力指向圆心，即： G与N的合力指向圆心 将T分解如图所示
T2=G T1=F向心力
解：
小球受力：
竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T
θ
小球的向心力：
L
由T和G的合力提供
• 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.
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
生活中的圆周运动：
作业:
• P98：3、4、5； • P101：7。
• 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
r
（2）、什么力提供小球做
匀速圆周运动的向心力；
（3）、圆锥摆的摆角与角
速度ω的关系？
θ
T2 T r T1
G
分析小球的受力情况
F向心力指向圆心，即： G与N的合力指向圆心 将T分解如图所示
T2=G T1=F向心力
解：
小球受力：
竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T
θ
小球的向心力：
L
由T和G的合力提供
• 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.
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
人教版高中物理必修2课件 第五章 7生活中的圆周运动
答案
(2)当行驶速度过大或过小时，火车会对哪侧轨道有侧压力？
答案
典例精析
例1
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；
解析
v＝72 km/h＝20 m/s，外轨对轮缘的侧压力提供火车转
底
压力.
的
总结提
解析答
返回
四、航天器中的失重现象 离心运动 知识梳理
1.航天器在近地轨道的运动
2 v (1)对于航天器，重力充当向心力，满足的关系为 mg ＝m R ，航天器的速度
v＝ gR . (2)对于航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为mg－FN mv2 ＝R. 当 v＝ gR时，座舱对宇航员的支持力 FN＝ 0 ，宇航员处于 完全失重状态.
答案 0.1
2
总结提
解析答
返回
二、拱形桥 知识梳理
1.分析汽车过桥这类问题时应把握以下两点： (1)汽车在拱桥上的运动是竖直面内的圆周运动. (2)向心力来源(最高点和最低点 )： 重力 和桥面的 支持力 的合力提
供向心力.
2.汽车过凸形桥(如图 2 甲)： 汽车在凸形桥最高点时，加速度向下，合力向下，此 2 v 2 mg－m R mg－FN v 时满足 ＝m R ，FN＝ ，车对桥面的压 力 小于汽车的重力，汽车处于失重状态.
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5 r/s.
总结提
解析答
针对训练
一细绳与水桶相连，水桶中装有
水，水桶与细绳一起在竖直平面内做圆周运
动，如图6所示，水的质量m＝0.5 kg，水的重 心到转轴的距离l＝50cm.(g取10 m/s2) (1) 若在最高点水不流出来，求桶的最小速率； (2)若在最高点水桶的速率v＝3 m/s，求水对桶 图6
高一物理人教版必修2课件：5.7 生活中的圆周运动 1
“万物皆以圆统之”， “圆是宇宙运行的规律， 是人类社会发展的规律， 是万事万物生灭不息的总 规律！”
——马建勋《圆点哲学》
被誉为“天 空立法者”的开 普勒认为：匀速 圆周运动是最为 完美的运动！
受力分析：
提供向心力
Ff
FN Ff
O
mg
火车以半径R = 300m 在水平轨道上转弯，火车
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法-记忆 规律
第四个记忆周期是 1天 第五个记忆周期是 2天 第六个记忆周期是 4天 第七个记忆周期是 7天 第八个记忆周期是15天 这五个记忆周期属于长期记忆的范畴。 所以我们可以选择这样的时间进行记忆的巩固，可以记得更扎实。
如何利用规律实现更好记忆呢？
超级记忆法--场 景法
超级记忆法-记忆 规律
记忆中
选择恰当的记忆数量
魔力之七：美国心理学家约翰·米勒曾对短时记忆的广 度进行过比较精准的测定：通常情况下一个人的记忆 广度为7±2项内容。
超级记忆法-记忆 规律
TIP1：我们可以选择恰当的记忆数量——7组之内！ TIP2：很多我们觉得比较容易背的古诗词，大多不超过七个字，很大程度上也 是因为在“魔力之七”范围内的缘故。我们可以把要记忆的内容拆解组合控制 在7组之内（每一组不代表只有一个字哦，这7组中的每一组容量可适当加大）。 TIP3：比如我们记忆一个手机号码18820568803，如果一个一组的记忆，我 们就要记11组，而如果我们拆解一下，按照188-2056-8803，我们就只需要 记忆3组就可以了，记忆效率也会大大提高。
TIP2：越夸张越搞笑，越有助于刺激我们的大脑，帮助我们记忆，所以不妨在 编故事时，让自己脑洞大开，尝试夸张怪诞些~
故事记忆法小妙招
人教版高中物理必修二第五章第七节生活中的圆周运动 课件(共21张PPT)
2
2
方案一：提高铁轨质量，增强铁轨的抗挤压能力
方案二：增大转弯半径
方案三：垫高外轨，使铁轨向内倾斜一定角度。
ห้องสมุดไป่ตู้
向心力来源于 重力与支持力的合力
F合 =F 向 =Mgtan
v = gR tanq
tan q ? sin q h/l
讨论:由
v0 = gr tan q
知:当v=v0时： 轮缘不受侧向压力 当v>v0时：
F弹 F弹
轮缘受到外轨向内的挤压力 当v<v0时： 轮缘受到内轨向外的挤压力
赛道的设计
1、骑自行车转 弯时，身体和车 应怎样才能保证 安全？ 2、实际生活中 汽车转弯时会不 会遇到与火车同 样的问题呢？
练习
飞车走壁
• 摩托车飞车走壁， 请分析受力情况， 解释现象
探究二：探究拱形桥和凹形桥
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。 最高点 FN
向的合外力
• “需”——确定物体轨道，定圆心、找 半径、用公式，求出所需向心力 • “供”“需”平衡做圆周运动
结论：按照计算，火车转弯时车速为38千米每小时
我国火车大提速
次数 1 时间 1997年4月1日 平均时速 48.1 km/h
2
3 4 5 6
1998年10月1日
2000年10月21日 2001年10月21日 2004年4月18日 2007年4月18日
55.2km/h
60.3km/h 61.6km/h 65.7km/h 200km/h
F合
G
v2 FN = mg - m < mg R
失重
FN’
最低点
v F合 = m R
2
方案一：提高铁轨质量，增强铁轨的抗挤压能力
方案二：增大转弯半径
方案三：垫高外轨，使铁轨向内倾斜一定角度。
ห้องสมุดไป่ตู้
向心力来源于 重力与支持力的合力
F合 =F 向 =Mgtan
v = gR tanq
tan q ? sin q h/l
讨论:由
v0 = gr tan q
知:当v=v0时： 轮缘不受侧向压力 当v>v0时：
F弹 F弹
轮缘受到外轨向内的挤压力 当v<v0时： 轮缘受到内轨向外的挤压力
赛道的设计
1、骑自行车转 弯时，身体和车 应怎样才能保证 安全？ 2、实际生活中 汽车转弯时会不 会遇到与火车同 样的问题呢？
练习
飞车走壁
• 摩托车飞车走壁， 请分析受力情况， 解释现象
探究二：探究拱形桥和凹形桥
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。 最高点 FN
向的合外力
• “需”——确定物体轨道，定圆心、找 半径、用公式，求出所需向心力 • “供”“需”平衡做圆周运动
结论：按照计算，火车转弯时车速为38千米每小时
我国火车大提速
次数 1 时间 1997年4月1日 平均时速 48.1 km/h
2
3 4 5 6
1998年10月1日
2000年10月21日 2001年10月21日 2004年4月18日 2007年4月18日
55.2km/h
60.3km/h 61.6km/h 65.7km/h 200km/h
F合
G
v2 FN = mg - m < mg R
失重
FN’
最低点
v F合 = m R
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45张PPT)
mg
m
v2 R
m g
FN
mg
m
v2 R
比较三种桥面受力的情况
N
G
FN
G m v2 r
N
v2 FN G m r
G N
FN =G
G
三.航天器中的失重现象
1.航天员随太空船一起做什么运动？ 2.宇航员处于什么状态？为什么？
请大家阅读课本28面-
--思考与讨论
说出你的想法
把地球看做一个巨大的拱形桥，是什么力 提供给汽车做圆周运动运动的向心力？
6 m／s ； 2.5N
例、用一轻杆栓着质量为m的物体,在竖 直平面内做圆周运动,则下列说法正确的 是: A.小球过最高点时,杆子的张力可以为零 B小球过最高点时,杆子对小球的作用力 可以与球所受的重力方向相反
R
Fn
= m v2 r
8105N
轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨
和车轮极易受损！
4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出 一些可行的方案吗？
FN
θ
F合
O
G
θ
让重力和支持力的合力提供向心力，来减 少外轨对轮缘的挤压。
FN
θ
F合
O
G
θ
1、火车的速度为多大时轨道对轮缘无挤压？
F合＝mg tanθ
v2 Fn m r
例题1：一辆汽车m=2.0×103kg在 水平公路上行驶，经过半径r=50m 的弯路时，如果车速度v=72km/h， 这辆汽车会不会发生侧滑？（已知轮
胎与路面间的最大静摩擦力fm= 1.4×104N）
解；v=72km/h=20m/s
Fn
=
m
人教版高中物理必修二 第五章第七节生活中的圆周运动 课件(共42张PPT)
向心力是由外轨对轮缘的水平弹力提供 的，这种情况下铁轨容易损坏，轮缘也容易 损坏。
FN
F向
O
F弹
mg
2、当外轨比内轨高时
mg tan = m v02/r
FN
v0 gr tan F
h
θ
mg
设火车转弯时的实际速度为v，
(向1弹) 力v＝；v0时，内外轨对轮缘均没有侧
(2) v＞v0时，外轨对轮缘有侧向弹力；
生活中的圆周运动
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
F =m v2
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
“供需”平衡 物体做匀速圆周运 动
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的 物体
一、汽车转弯
思考： 什么力提供 向心力？
赛道的设计
二、铁路的弯道
外轮 外轨
内轮 内轨
火车转弯时所需的向心力，是由什么力提供 的？ 1、当内外轨一样高时
(3) v＜v0时，内轨对轮缘有侧向弹力。
FN
FN
F
外侧 θ
mg 内侧
F
外侧
θ
FN/
mg 内侧
列车速度过快，造成翻车事故
三、汽车通过拱形桥、凹形桥时所需的向心力，是 由什么力提供的？
FN
v2
mg
mg - FN = m R - - - (1)
FN
FN < mg 发生失重现象
FN -
mg =
m v2 R
四、离心运动 4、防止：
(1) 为什么汽车在公路转弯处要限速？
(2) 为什么转动的砂轮、飞轮等都要限速？
FN F静
mg
静摩擦力提供向心力
O
FN
F向
O
F弹
mg
2、当外轨比内轨高时
mg tan = m v02/r
FN
v0 gr tan F
h
θ
mg
设火车转弯时的实际速度为v，
(向1弹) 力v＝；v0时，内外轨对轮缘均没有侧
(2) v＞v0时，外轨对轮缘有侧向弹力；
生活中的圆周运动
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
F =m v2
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
“供需”平衡 物体做匀速圆周运 动
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的 物体
一、汽车转弯
思考： 什么力提供 向心力？
赛道的设计
二、铁路的弯道
外轮 外轨
内轮 内轨
火车转弯时所需的向心力，是由什么力提供 的？ 1、当内外轨一样高时
(3) v＜v0时，内轨对轮缘有侧向弹力。
FN
FN
F
外侧 θ
mg 内侧
F
外侧
θ
FN/
mg 内侧
列车速度过快，造成翻车事故
三、汽车通过拱形桥、凹形桥时所需的向心力，是 由什么力提供的？
FN
v2
mg
mg - FN = m R - - - (1)
FN
FN < mg 发生失重现象
FN -
mg =
m v2 R
四、离心运动 4、防止：
(1) 为什么汽车在公路转弯处要限速？
(2) 为什么转动的砂轮、飞轮等都要限速？
FN F静
mg
静摩擦力提供向心力
O
新人教高一物理必修二同步教学课件5.7生活中的圆周运动 (共35张PPT)
如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥 面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，
以下说法正确的是 ( BC )
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、 桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力 和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重 力
生 1、铁路的弯道
活
中 (1)内外轨道一样高时转弯
的
FN
圆
周
运
动
GF
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.
怎么办?
F m v2 r
由于该弹力是 由轮缘和外轨 的挤压产生的, 且由于火车质 量很大,故轮缘 和外轨间的相 互作用力很大, 易损坏铁轨.
思考与讨论
思考地与球讨可论以看做一 个巨大的拱形桥， 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？……
三、航天器中的失重现象
假设宇宙飞船总质量为M，它在地球 表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道 半径近似等于地球半径r，航天员质量为
生 汽车过桥问题小结
活 中 的 圆 周 运 动
G FN
v2 m
r
FN
G mv2 r
FN=G
当堂练习
生 1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由
活 中
于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应
的 是( D)
圆 A. a处
周
B. b处
C. c处
D. d处
运
动
a
c
b
以下说法正确的是 ( BC )
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、 桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力 和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重 力
生 1、铁路的弯道
活
中 (1)内外轨道一样高时转弯
的
FN
圆
周
运
动
GF
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.
怎么办?
F m v2 r
由于该弹力是 由轮缘和外轨 的挤压产生的, 且由于火车质 量很大,故轮缘 和外轨间的相 互作用力很大, 易损坏铁轨.
思考与讨论
思考地与球讨可论以看做一 个巨大的拱形桥， 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？……
三、航天器中的失重现象
假设宇宙飞船总质量为M，它在地球 表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道 半径近似等于地球半径r，航天员质量为
生 汽车过桥问题小结
活 中 的 圆 周 运 动
G FN
v2 m
r
FN
G mv2 r
FN=G
当堂练习
生 1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由
活 中
于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应
的 是( D)
圆 A. a处
周
B. b处
C. c处
D. d处
运
动
a
c
b
新人教版高一物理必修二第五章第7节《生活中的圆周运动》课件 (共20张PPT)
若火车的行驶速度v与规定速度v0大小不相等时：
知：当行驶速度v=v0时
F合
m v02 R
,铁轨与轮缘间无弹力
：
1.当行驶速度v>v0时:
v2 m
R
F合
外轨道对外轮缘有向内的弹力
2.当行驶速度v<v0时:
m
v2 R
F合
内轨道对内轮缘有向外的弹力
汽车过拱桥
二、汽车过拱形桥
内容项目
汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
F合
Image 由力的关系得: F合mgtan
由向心力公式得:
F合
mv2
R
h
l
θ
mg
由几何关系得: sin h
l
由于θ很小，所以tanθ≈sinθ
故 h lv 2 Rg
=0.14 m
例2.一辆载重汽车的质量为m，安全地以大小为v gR的速度 分别通过凸形桥桥顶和凹形桥桥底，两桥的半径都2 为R。
三、航天器中的失重现象、离心运动 1．航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动，此时重力提 供了航天器及航天器中航天员的向心力，即航天器中的人和物 处于完全失重状态． 根据 mg＝mRv2，可得 v＝ gR式中的 g 为航天器所在处的重力加速度，R 为航天 器做匀速圆周运动的轨道半径．
2．离心运动 (1)离心运动的定义 做匀速圆周运动的物体，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，就做逐渐远离圆心的运 动，叫作离心运动． (2)离心现象条件分析
7 生活中的圆周运动
第 1 课时
一、火车转弯
火车车轮与轨道间的结构关系
外轮 外轨
内轮 内轨
问题1：火车在平直轨道上匀速行驶时受几个力作用 ？这几个力的关系如何？