新课标人教版高一物理必修二 第五章 第7节 生活中的圆周运动
(2)105 N
1．转弯处火车的规定速度 铁路的弯道处，外轨高于内轨，若 火车转弯所需的向心力完全由重力和支 v02 持力的合力提供，即 mgtanθ＝m R ，则 v0＝ gRtanθ，如图 5－7－4 所示。 其中 R 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。
解析：(1)汽车在凹形桥底部时，由牛顿第二定律得： v2 FN－mg＝m r ，代入数据解得 v＝10 m/s。 (2)汽车在凸形桥顶部时，由牛顿第二定律得： v2 mg－FN′＝m r ，代入数据得 FN′＝105 N。 由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力是 105 N。
答案：(1)10 m/s
图5－7－4
2．明确圆周平面 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，重心的高度不变， 即火车重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。火车的向心加速度和向心力均是沿
水平面而指向圆心。
3．速度与轨道压力的关系 (1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由 重力和支持力的合力提供，此时内外轨道对火车无挤压作用。
(1)定义：物体沿切线飞出或做的逐渐 远离圆心 的运动。
(2)原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需 向心力。 (3)应用：洗衣机的脱水筒、离心制管技术。 (4)危害：汽车转弯车速过大会造成事故；砂轮、飞轮转速过 高时会破裂酿成事故
[试身手· 夯基础]
1．在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是 为了 ( )
新课标人教版 高一物理 必修二
新知预习〃巧设计
要点一
第 五 章 第 7 节
名师课堂 〃一点通
要点二 要点三
随堂检测归纳小结 课下作业综合提升
创新演练 〃大冲关
1. 了解圆周运动在日常生活中的实际应用。 2．会在具体问题中分析向心力的来源。 3．掌握处理圆周运动综合题目的基本方法。 4．知道什么是离心现象，知道离心运动的
2 mv mg－FN 关系为 ＝ 。 R
mv2 mg＝ R ①对航天器， 重力充当向心力， 满足的关系为 ，
由此可得当 v＝ gR时，FN＝0，航天员处于 失重 状态。
(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 受重力。正因为受到重力作用才使航天火车挤压外侧铁轨。所以这种设
计主要是为了减少对铁轨的挤压破坏，故A、B、C正确。 答案：ABC
2．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动 ( A．汽车转弯时要限制速度 B．转速很高的砂轮半径不能做得太大
)
C．在修筑铁路时，转弯处内轨要低于外轨
D．离心水泵工作时
v2 解析： 汽车转弯靠静摩擦力提供向心力， 由 F 向＝m R ， 当 v 过大时，静摩擦力不足以提供向心力，产生离心 运动，故 A 正确。B、C 与 A 分析方法相同，而离心 水泵工作时是离心运动的应用。 答案：ABC
2．拱形桥
(1)关于汽车过拱形桥问题，用图表概括如下：
内容项目 受力分析
2 v mg－FN ＝m r 2 v FN－mg ＝m r v2 FN＝ mg＋m r
汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
以向心力方向 为正方向
v2 FN＝ mg－m r
内容项目 牛顿第三定律
汽车过凸形桥
v2 F 压＝FN＝ mg－m r
汽车过凹形 桥 F 压＝FN＝ v2 mg＋m r v 增大，F 压
v 增大，F 压 减小 ；当 v 增大 讨论 到 rg 时，F 压＝0
增大
(2)汽车在凸形桥的最高点处于失重状态，在凹形桥 的最低点处于超重状态。
3．航天器中的失重现象 (1)航天器在近地轨道的运动： 航天器的速度 v＝ gR 。 ②对航天员， 由重力和座椅的支持力提供向心力， 满足的
A．减小火车轮子对外轨的挤压
B．减小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转 弯所需的向心力 D．限制火车向外脱轨
解析：火车轨道建成外高内低，火车转弯时，轨道的支持
力与火车的重力两者的合力指向弧形轨道的圆心。若合力 大于火车转弯所需的向心力(火车速度较小时)，则火车轮 缘挤压内侧铁轨；若合力等于所需向心力(火车速度刚好等 于规定速度时)，则火车不挤压铁轨；若合力小于所需向心
答案：B
4．如图5－7－3所示，质量m＝2.0×104 kg的汽车以不变的
速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均 为20 m。如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N，则：
图5－7－3 (1)汽车允许的最大速率是多少？ (2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是
多少？(g取10 m/s2)
如图5－7－2所示。但火车 质量 太大，靠这
图5－7－2 种办法得到向心力，轮缘与外轨间的 相互作用力 太大， 铁轨和车轮极易受损。
(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FN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 ，它提供了火车做圆周运动的 向心力 。
3．飞机驾驶员最多可承受 9 倍的重力加速度带来的影响，当 飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为 v，则圆弧的 最小半径为 v2 A. 9g v2 C. 7g v2 B. 8g v2 D. g ( )
解析：飞机在圆弧轨道的最低点飞行时，驾驶员受到的支 持力 FN 最大，此时驾驶员受重力和向上的支持力 FN，二 v2 力的合力提供向心力，由 FN－mg＝m R ，当 FN＝9mg 时， v2 R＝8g，选项 B 正确。
应用和防止。
[读教材· 填要点] 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，这种结构特点有助于固定火车运动的轨 迹，如图5－7－1所示。 图5－7－1
(2)火车转弯时存在的问题： 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，
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新人教版高一物理必修二教学课件 5.7 生活中的圆周运动 (共24张PPT)
由于ａ竖直向上，属超重现象。
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥 活 中 的 圆 周 运 动
G FN
v2 m
r
FN
G mv2 r
FN=G
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥
活 中 的
eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎 太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( D )
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
Mg= mv2/R 由此可以得出v=(Rg)1/2
列车速度过快，造成翻车事故
做圆周运动的物体，由于本身的惯性， 总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.
当F= 0时，物体沿切线方向飞出
四离心运动
1.离心运动：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的情况下， 就做逐渐远离圆心的运动。
N
v
G
当 v g r 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
由于ａ竖直向下，属失重现象。
当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？ 平抛运动！
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动 N 的向心力，由牛顿第二定律得：
v2 N G m
v
r
v2 NGm G
G
r
可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥 活 中 的 圆 周 运 动
G FN
v2 m
r
FN
G mv2 r
FN=G
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥
活 中 的
eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎 太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( D )
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
Mg= mv2/R 由此可以得出v=(Rg)1/2
列车速度过快，造成翻车事故
做圆周运动的物体，由于本身的惯性， 总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.
当F= 0时，物体沿切线方向飞出
四离心运动
1.离心运动：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的情况下， 就做逐渐远离圆心的运动。
N
v
G
当 v g r 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
由于ａ竖直向下，属失重现象。
当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？ 平抛运动！
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动 N 的向心力，由牛顿第二定律得：
v2 N G m
v
r
v2 NGm G
G
r
可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
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15张PPT)
讨论1、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，则火车转弯的规定速 度为v0 ?
F合=mgtanα
≈mgsinα=mgh/L
由牛顿第二定律得： F合=man 所以mgh/L=m
v0 2 R
即火车转弯的规定速度v0=
Rgh L
讨论2、若火车速度与设计速度不同会怎样？
需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求
N
FN G
向心力由外侧轨道对车 轮轮缘的挤压力提供.
FN m v2 R
火车质量很大
外轨对轮缘的弹力很大
外轨和外轮之间的磨损大，铁轨容易受到损坏
讨论: 1、如何减轻火车对轨道的侧压力？
转弯处外轨高于内轨
N F合
G
火车的向心力由mg和FN 的合力提供
F合=mgtanθ
o
Fn
m
v2 R
v规 gR tan
FN v gr tan 外侧轨道与轮之间有弹力
若无轮缘，火车向外侧运动
离心运动
v gr tan 内侧轨道与轮之间
有弹力
外侧
若无轮缘，火车向内侧运动
θ
向心运动
F mg
内侧
讨论3、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过 小时将发生什么现象？
思维拓展及应用
山区铁路弯道过多，火车能否大面积提速？ 赛车影片中，若减少水平弯道处事故，你 怎样设计转弯处的路面?
你观察过高速公路转弯处的路面情况吗? 高速公路转弯处也是外高内底
（并且超车道比主车道更加倾斜）
练习1：用长为r的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面 内做圆周运动，如图，则下列说法正确的是 （ ） A 小球在圆周最高点时的向心力一定只有重力提供 B 小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为0
人教高中物理必修二5.7生活中的圆周运动课件(人教版)
拓展：
汽车以同样的速率过曲面时，在A点还 是B点更容易爆胎？
A
B
问题3：当汽车在最高点对桥的压力为0时，汽车的速度又是一
种怎样的状态？此时是多大？这人对座椅的压力是多大？从该时
刻以后，汽车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下桥吗？
mg
v2 m
v
gr
完全失重状态
r
人对座椅的压力也是0，人也处于完全失重状态
由牛顿第二定律：
h
由牛顿第三定律：
mg
r
O
汽车对路面的压力小于自身的重力 ， 是失重状态
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
问题4：汽车过凹形桥最低点时对桥面的压力的大小与自 身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？
最低点
FN’
a
FN ' mg
m v2 R
mg
超重
拱型桥：
凹型桥：
无论过拱型桥还是凹型桥， 都应当减速行驶。
实例研究3——拱形桥
问题1：汽车过拱形桥至桥顶时的受力情况及 向心力来源。
汽车在最高点时受重力和支持力，向心力 由重力与支持力的协力提供
黄石长江大桥
问题2：汽车过拱形桥最高点时对桥面的压力的
大小与自身重力的大小关系是怎样的？这
是一种怎样的状态？
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：
汽车通过桥顶时：
FN
2、物体作离心运动的条件：
F合 0或F合 mr 2
v2 F= m F> mrv2
r
匀速圆周运动 向心运动
3．离心运动的特点 ：
（1）做圆周运动的质点，当F合=0时，它就以这一时刻的 线速度沿切线方向飞去． （2）当F合＜F向时做半径越来越大的运动，它不是沿半径 方向飞出． （3）做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用， 因为没有任何物体提供这种力 ． （4）离心运动的本质是由于惯性
汽车以同样的速率过曲面时，在A点还 是B点更容易爆胎？
A
B
问题3：当汽车在最高点对桥的压力为0时，汽车的速度又是一
种怎样的状态？此时是多大？这人对座椅的压力是多大？从该时
刻以后，汽车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下桥吗？
mg
v2 m
v
gr
完全失重状态
r
人对座椅的压力也是0，人也处于完全失重状态
由牛顿第二定律：
h
由牛顿第三定律：
mg
r
O
汽车对路面的压力小于自身的重力 ， 是失重状态
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
问题4：汽车过凹形桥最低点时对桥面的压力的大小与自 身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？
最低点
FN’
a
FN ' mg
m v2 R
mg
超重
拱型桥：
凹型桥：
无论过拱型桥还是凹型桥， 都应当减速行驶。
实例研究3——拱形桥
问题1：汽车过拱形桥至桥顶时的受力情况及 向心力来源。
汽车在最高点时受重力和支持力，向心力 由重力与支持力的协力提供
黄石长江大桥
问题2：汽车过拱形桥最高点时对桥面的压力的
大小与自身重力的大小关系是怎样的？这
是一种怎样的状态？
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：
汽车通过桥顶时：
FN
2、物体作离心运动的条件：
F合 0或F合 mr 2
v2 F= m F> mrv2
r
匀速圆周运动 向心运动
3．离心运动的特点 ：
（1）做圆周运动的质点，当F合=0时，它就以这一时刻的 线速度沿切线方向飞去． （2）当F合＜F向时做半径越来越大的运动，它不是沿半径 方向飞出． （3）做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用， 因为没有任何物体提供这种力 ． （4）离心运动的本质是由于惯性
新人教版高中物理必修二%3A5.7 生活中的圆周运动 课件 (共33张PPT)
力
B
重力、外管 壁的支持力 或内管壁的
支持力
重力，桥面 支持力
练习：如图示，质量为M的电动机始终静止于地面，
其飞轮上固定一质量为m的物体，物体距轮轴为r，
为使电动机不至于离开地面，其飞轮转动的角速度ω
应如何？
解：当小物体转到最高点时， 对底座,受到重力Mg和物体对底座的拉力T
m
r
ω
M
为使电动机不至于离开地面，必须 T≤Mg
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
则 mg+N2=mv22 /l
得 N2=4.4 N
A mg
由牛顿第三定律，球对管壁的作用力分别 为 (1) 对内壁1.6N向下的压力
N2 O
(2)对外壁4.4N向上的压力.
示意图
绳 mA
L O
杆 mA
L O
圆管 mA
R O
桥面
mA
m的受 力情况
最高点A 的速度
B
重力、绳的 拉力
B
重力、杆的 拉力或支持
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一 个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作 用的缘故
3、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现
1mv2
2
mg(1Rcos)
即将离开时FN=0
arcc2os48.2
B
重力、外管 壁的支持力 或内管壁的
支持力
重力，桥面 支持力
练习：如图示，质量为M的电动机始终静止于地面，
其飞轮上固定一质量为m的物体，物体距轮轴为r，
为使电动机不至于离开地面，其飞轮转动的角速度ω
应如何？
解：当小物体转到最高点时， 对底座,受到重力Mg和物体对底座的拉力T
m
r
ω
M
为使电动机不至于离开地面，必须 T≤Mg
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/18
谢谢观看
则 mg+N2=mv22 /l
得 N2=4.4 N
A mg
由牛顿第三定律，球对管壁的作用力分别 为 (1) 对内壁1.6N向下的压力
N2 O
(2)对外壁4.4N向上的压力.
示意图
绳 mA
L O
杆 mA
L O
圆管 mA
R O
桥面
mA
m的受 力情况
最高点A 的速度
B
重力、绳的 拉力
B
重力、杆的 拉力或支持
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突 然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一 个向心力，维持其作圆周运动
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作 用的缘故
3、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现
1mv2
2
mg(1Rcos)
即将离开时FN=0
arcc2os48.2
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
新人教版高中物理必修2课件5-7生活中的圆周运动 (共33张PPT)
N
F
α
α
G
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，则
火车转弯的规定速度为v0 是多少?
LR h
θ
FN
Hale Waihona Puke F合 L hθ G
F合=mgtan≈mgsin =mgh/L
由牛顿第二定律得：
F合=man 所以mgh/L=m
v02 R
即火车转弯的规定速度v0= Rgh
L
海南汽车试验场
。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
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
都处于完全失重 状态。 为了全人类的和平进步， 中国人来到太空了
航天器中的宇航员
g
近地卫星
g0
g
（提示重力如何变）
远离地球的卫星
G
太空行走
在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！
0
无法用天平测量物体的质量 弹簧测力计无法测量物体的重力. 但仍能测量拉力或压力的大小。
利用完全失重条件的科学研究
当离心机转得比较慢时， 缩口的阻力 F 足以提供所需 的向心力，缩口上方的水银 柱做圆周运动。当离心机转 得相当快时，阻力 F 不足以 提供所需的向心力，水银柱 做离心运动而进入玻璃泡内。
（4）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。
人教版高中物理必修二：5.7《生活中的圆周运动》(共29张)PPT课件
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m，宇宙飞船和航天员 受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力 mg．试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速 度多大?通过求解，你可以判断此时的宇航员处 于什么状态（超重或失重）。
由物体的运动情况决定 牛顿第二定律F=ma的应用
“供需”平衡 物体做圆周运动
本节课
从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的 物体
圆周问题1：火车转弯
◆圆周运动(Circular motion)
生 铁路的弯道
活 中
火车车轮的构造
的
圆
周
运 动
火车车轮有 突出的轮缘
请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什
◆圆周运动(Circular motion)
生 eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,
活 中
由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段
的 应是( D )
圆 A. a处
周
B. b处
C. c处
D. d处
运
动
a
c
b
d
可能飞离路面的地段应是？
练习
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
背景问题4 离心运动
绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的 向心力由形变的绳产生的弹力提供。若m、r、ω一定， 向心力F向=mω2r。
F１=0
F m2r
F2 m2r
若突然松手，小球将怎样 运动？
F F２
若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的 向心力，小球将怎样运动？
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