高中物理第二章匀速圆周运动第3节圆周运动的实例分析第4节圆周运动与人类文明选学课件教科版必修2
2020高中物理第二章第3节圆周运动的实例分析1火车、汽车拐弯的动力学问题学案
2020
火车、汽车拐弯的动力学问题
一、考点突破：
二、重难点提示：
重点：1. 掌握火车、汽车拐弯时的向心力来源；
2. 会用圆周运动的规律解决实际问题。
难点：能从供需关系理解拐弯减速的原理。
一、火车转弯问题
1. 火车在水平路基上的转弯
（1）此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。
（2）外轨对轮缘的弹力提供向心力。
（3）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，易损害铁轨。
2. 实际弯道处的情况:外轨略高于内轨道
（1）对火车进行受力分析：
火车受铁轨支持力N的方向不再是竖直向上，而是斜向弯道的内侧，同时还有重力G。
（2）支持力与重力的合力水平指向内侧圆心，成为使火车转弯所需的向心力。
【规律总结】转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力N来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。
3. 限定速度v 知识点 考纲要求 题型 说明
火车、汽车拐弯的动力学问题 1. 掌握火车、汽车拐弯时的向心力来源
2. 能从供需关系理解拐弯减速的原理
3. 会用圆周运动的规律解决实际问题 选择题、计算题 重点内容是圆周运动规律具体应用，考查重点是把具体问题抽象成模型，利用规律进行解题，物理情景源于身边的物理现象
2020
分析：火车转弯时需要的向心力由火车重力和轨道对它的支持力的合力提供。
F合=mgtanα=rvm2 ①
由于轨道平面和水平面的夹角很小，可以近似地认为
tanα≈sinα=h/d ②
②代入①得：
mgdh=rvm2
drghv
思考：在转弯处：
（1）若列车行驶的速率等于规定速度，则两侧轨道是否受车轮对它的侧向压力。
（2）若列车行驶的速率大于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）。
（3）若列车行驶的速率小于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）。
高一物理圆周运动(解析版)
时间：二O二一年七月二十九日
时间：二O二一年七月二十九日 圆周运动 之邯郸勺丸创作
时间：二O二一年七月二十九日
匀速圆周运动
1、定义：物体运动轨迹为圆称物体做圆周运动.
2、分类：
⑴匀速圆周运动：
质点沿圆周运动,如果在任意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.
物体在大小恒定而标的目的总跟速度的标的目的垂直的外力作用下所做的曲线运动.
注意：这里的合力可以是万有引力——卫星的运动、库仑力——电子绕核旋转、洛仑兹力——带电粒子在匀强磁场中的偏转、弹力——绳拴着的物体在滑腻水平面上绕绳的一端旋转、重力与弹力的合力——锥摆、静摩擦力——水平转盘上的物体等．
⑵变速圆周运动：如果物体受到约束,只能沿圆形轨道运动,而速率不竭变更——如小球被绳或杆约束着在竖直平面内运动,是变速率圆周运动．合力的标的目的其实不总跟速度标的目的垂直．
3、描述匀速圆周运动的物理量
（1）轨道半径（r）：对于一般曲线运动,可以理解为曲率半径.
（2）线速度（v）： 时间：二O二一年七月二十九日
时间：二O二一年七月二十九日 ①定义：质点沿圆周运动,质点通过的弧长S和所用时间t的比值,叫做匀速圆周运动的线速度.
②定义式：tsv
③线速度是矢量：质点做匀速圆周运动某点线速度的标的目的就在圆周该点切线标的目的上,实际上,线速度是速度在曲线运动中的另一称谓,对于匀速圆周运动,线速度的大小等于平均速率.
（3）角速度（ω,又称为圆频率）：
①定义：质点沿圆周运动,质点和圆心的连线转过的角度跟所用时间的比值叫做匀速圆周运动的角速度.
②大小：Tt2 (φ是t时间内半径转过的圆心角)
③单位：弧度每秒（rad/s）
④物理意义：描述质点绕圆心转动的快慢
（4）周期（T）：做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫做周期.
（5）频率（f,或转速n）：物体在单位时间内完成的圆周运动的次数.
圆周运动的应用领域与实例分析
圆周运动的应用领域与实例分析
圆周运动是指物体在规定中心进行的匀速旋转运动，是自然界中常见且广泛应用的一种运动形式。圆周运动在许多领域中发挥着重要的作用，下面将从物理学、机械工程和天文学等角度对其应用领域与实例进行详细分析。
一、物理学中的应用
圆周运动在物理学中是一个基础概念，在力学、电磁学等学科中有着广泛的应用。其中，最典型的应用是在力学中的离心力和向心加速度的研究。
离心力是指在圆周运动中由于惯性而产生的偏离轨迹的力，它的大小与物体质量和角速度成正比。离心力的应用非常广泛，例如在离心机中，离心力可用于分离混合物中的不同组分。离心机通过不同物质的质量差异以及离心力的作用，使得混合物中的成分分离出来，从而在生物科学、化学和制药等领域发挥了重要的作用。
向心加速度则是指在圆周运动中，物体向圆心靠拢时所受到的加速度。向心加速度是圆周运动的基本性质，它决定了物体在圆周运动中的速度和轨迹。向心加速度的研究在机械工程中有着广泛的应用，例如在离心泵中，向心加速度可以用来增加液体的压力，并将其输送到较远的地方。
二、机械工程中的应用 圆周运动在机械工程中有许多应用领域，如轮胎的旋转、轴承的转动和摩擦等。其中，最突出的应用是摆线与齿轮的设计与制造。
摆线是一种特殊的圆周运动，其轨迹为与定长线段接触的轮廓线。摆线具有良好的传动性能和高效的运动特性，因此在工业制造中广泛应用于齿轮设计、漏斗锥形的设计等领域。例如，在传动装置中，摆线齿轮的设计可以实现平稳的传递运动，提高传动效率。
另外，齿轮的设计与制造也是机械工程中圆周运动的重要应用。齿轮的主要作用是将电动机的高速旋转转换为较低速度但更大的扭矩输出，广泛应用于各种机械设备中。例如，在汽车行业中，齿轮传动系统通过将发动机的高速旋转转换为车轮的运动，实现汽车的前进和倒退。
三、天文学中的应用
圆周运动在天文学中也有许多重要的应用，如行星轨道、恒星运动和星际空间探索等。其中，行星轨道的研究和预测是最广泛的应用之一。
高中物理---教科版目录(理科全套)
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__________________________________________________ 高中物理---教科版目录（理科全套）
整理校对 吴建兵
必修1
第一章 运动的描述
1. 质点 参考系 空间 时间
2. 位置变化的描述—位移
3. 运动快慢与方向的描述—速度.
4. 速度变化快慢的描述—加速度
5. 匀变速直线运动速度与时间的关系.
6. 匀变速直线运动位移与时间的关系
7. 对自由落体运动的研究
8. 匀速直线运动的规律的应用
9. 测定匀速直线运动的加速度
第二章 力
1. 力
2. 重力
3. 弹力
4. 摩擦力
5. 力的合成
6. 力的分解
第三章 牛顿运动定律 __________________________________________________
__________________________________________________ 1. 牛顿第一定律
2. 探究加速度与力、质量的关系
3. 牛顿第二定律
4. 牛顿第三定律
5. 牛顿运动定律的应用
6. 超重与失重
第四章 物体的平衡
1. 共点力作用下物体的平衡
2. 共点力平衡条件的应用
3. 平衡的稳定性（选学）
必修2
第一章 抛体运动
1. 曲线运动
2. 运动的合成与分解
3. 平抛运动
4. 斜抛运动（选学）
第二章 圆周运动
1. 圆周运动
2. 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
3. 圆周运动的实例分析
4. 圆周运动与人类文明（选学）
第三章 万有引力定律 __________________________________________________
__________________________________________________ 1. 天体运动
高一物理必修二_第二章圆周运动知识点与例题练习
1．物体的运动轨迹是圆的运动叫圆周运动
圆周运动 圆周运动是变速．．运动，“速”特指．．速率
匀速圆周运动：质点沿圆周运动，任意．．相等时间内通过的圆弧长度相等
（但任意相等时间内，位移大小．．相等）
2．线速度： 方向：切线方向 单位：m/s
角速度： 方向：右手螺旋定则 单位：rad/s
转速(n)：质点在单位时间内转过的圈数。 单位：r/s或r/min
周期(T)：质点转动一周所用的时间。 单位：s
3．几个有用的结论：
①同轴转动的物体上各点转动的周期和角速度均相同
②皮带不打滑时，皮带上各点和轮子边缘．．各点的线速度大小相等
③两齿轮间不打滑时，两轮边缘．．各点的线速度大小相等
4．向心力狭隘定义：
物体做圆周运动时，所受的沿半径指向圆心方向的力(合力)。
向心力广义定义：
质点（或物体）作曲线运动时所需的指向曲率中心的力，又称法向力。
向心力简单定义：改变物体运动方向的力．．．．．．．．．．。
5．对向心力的理解：
①向心力是物体所受到的指向圆心方向的合力的新名字．．．，
故受力分析时，不能 “强迫”物体再受一个向心力．．．．．．．，
只能思考，是由哪些力去“充当”“提供”向心力。
②不是因为物体做圆周运动而产生了向心力，
而是因为物体受到指向圆心的力(向心力)才做圆周运动。
③向心力是从力的作用效果．．角度来命名的，它不是具有确定性质的某种类型的力。相反，任何性质的力都可以作为向心力。
④向心力来源：它可是某种性质的一个力，或某个力的分力，
还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。
⑤向心力总指向圆心，时刻垂直于速度方向，
故向心力只能改变速度的方向 ，不能改变速度的大小。
6．向心加速度：与向心力相呼应的加速度，指向圆心，总垂直于速度方向。
匀速圆周运动是变速运动，是变加速．．．运动（加速度方向在变）。
7．变速圆周运动和匀速圆周运动的特点：
8．圆周运动方程F合 == 的理解：
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1 第三节 圆周运动
【知识清单】
（一） 匀速圆周运动的概念
1、 质点沿圆周运动，如果______________________________，这种运动叫做匀速圆周运动。
2、 匀速圆周运动的各点速度不同，这是因为线速度的______时刻在改变。
（二） 描述匀速圆周运动的物理量
1、 匀速圆周运动的线速度大小是指做圆周运动的物体通过的弧长与所用时间的比值。方向沿着圆周在该点的切线方向。
2、 匀速圆周运动的角速度是指做圆周运动的物体与圆心所连半径转过的角度跟所用时间的比值。
3、 匀速圆周运动的周期是指____________________________所用的时间。
（三） 线速度、角速度、周期
1、 线速度与角速度的关系是V=ωr ，角速度与周期的关系式是ω=2π/T。
2、 质点以半径r=0.1m绕定点做匀速圆周运动，转速n=300r/min，则质点的角速度为_______rad/s,线速度为_______m/s。
3、 钟表秒针的运动周期为_______s，频率为_______Hz，角速度为_______rad/s。
（四） 向心力、相信加速度
1、 向心力是指质点做匀速圆周运动时，受到的总是沿着半径指向圆心的合力，是变力。
2、 向心力的方向总是与物体运动的方向_______，只是改变速度的_______，不改变线速度的大小。
3、 在匀速圆周运动中，向心加速度的_______不变，其方向总是指向_______，是时刻变化的，所以匀速圆周运动是一种变加速曲线运动。
4、 向心加速度是由向心力产生的，在匀速圆周运动中，它只描述线速度方向变化的快慢。
5、 向心力的表达式_______________。向心加速度的表达式_______________。
6、 向心力是按照效果命名的力，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_______，它就是物体所受的向心力。
高二物理《圆周运动》知识点总结
高二物理《圆周运动》知识点总结
一、匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度
1．匀速圆周运动
（1）定义：做圆周运动的物体，若在相等的时间内通过的圆弧长相等，就是匀速圆周运动；
（2）特点：加速度大小不变，方向始终指向圆心，是变加速运动；
（3）条件：合外力大小不变、方向始终与速度方向垂直且指向圆心；
2．描述匀速圆周运动的物理量
定义、意义 公式、单位
线速度 描述做圆周运动的物体运动快慢的物理量(v) (1)v＝ΔsΔt＝2πrT
(2)单位：m/s
角速度 描述物体绕圆心转动快慢的物理量(ω) (1)ω＝ΔθΔt＝2πT
(2)单位：rad/s
周期 物体沿圆周运动一圈的时间(T) (1)T＝2πrv＝2πω，单位：s
(2)f＝1T，单位：Hz
向心加
速度 (1)描述速度方向变化快慢的物理量(an)
(2)方向指向圆心 (1)an＝v2r＝rω2
(2)单位：m/s2
3. 模型处理
（1）竖直面内圆周运动两类模型
一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等)，称为“绳(环)约束模型”，二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等)，称为“杆(管)约束模型”．
（2）竖直平面内圆周运动的两种模型特点及求解方法
轻绳模型
轻杆模型
实例 如球与绳连接、沿内轨道运动的球等 如球与杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等
图示 最高点无支撑
最高点有支撑
最
高
点 受力
特征 重力、弹力，弹力方向向下或等于零 重力、弹力，弹力方向向下、等于零或向上
受力示意图
力学
特征 mg＋FN＝mv2r mg±FN＝mv2r
临界
特征 FN＝0，vmin＝gr 竖直向上的FN＝mg，v＝0
过最高点条件 v≥gr v≥0
速度和弹力关
系讨论分析 ①能过最高点时，v≥gr，FN＋mg＝mv2r，绳、轨道对球产生弹力FN
①不能过最高点时，v
①当0
①当v＝gr时，FN＝0
①当v>gr时，FN＋mg＝mv2r，FN指向圆心并随v的增大而增大
高一物理朝阳目标必修二答案
第一章 抛体运动
第 1 节 曲线运动 【阅读指导】
1．运动轨迹；汽车在环形立交桥上；过山车
2．切线；切线；切线
3．曲线在这一点的切线方向；速度方向；变速
4．施加力的作用；所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上
【课堂练习】 ★夯实基础
1．B 2．AC 3．AD 4．D 5． A
6．略
★能力提升
7．A 8．A 9． D 10．B
第 2 节 运动的合成与分解
【阅读指导】 1．垂直于河岸方向的运动；随河流平行于河岸方向的运动
2．位移的合成；位移的分解；平行四边形
3．运动的合成；运动的分解
4．不变
【课堂练习】
★夯实基础
1．ACD 2 ．AC 3．C 4． D 5．C
★能力提升
1．C 2．B 3． C 4． AC 5．C
6．（ 1）90 °；150s
（2）60°；100 s
（3）船的航向逆向上游，与河岸成 60 °角，过河时间为 200 s
第3 节平抛运动 【阅读指导】 1．水平；重力 2．曲线；运动的分解；匀速直线运动；自由落体运动
3．相同
4．匀速直线；自由落体；合成的
【课堂练习】
★夯实基础
1．C 2．CD 3．C 4．CD
5．（1）2s；（2）15m/s
★能力提升
1．AB 2．B 3．A 4 ．A
5． s
第4 节 斜抛运动（选学）
【阅读指导】
1．斜抛运动；抛物线
2 ．匀速直线运动 竖直上抛运动
3．初速度 抛射角 越大 45°
【课堂练习】
1．D 2．D 3．D
4 .水平射程；炮弹达到的最大高度为 h=1.25 Xl04m ;炮弹飞行时间
5．
6 •当铅球与水平方向成 B角度（）时，投掷距离最远（）
第一章《抛体运动》单元测试题（ A 组）
一、选择题
l. BD 2 .B 3.B 4.C 5 .D 6.A 7.Ct=l00s 、填空题
8．10
9．不变
10．200；10
11. A;使固定有斜槽的木板保持水平
三、计算题
教育科学版物理高中目录
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源-于-网-络-收-集 必修一：
第一章：运动的描述
1.质点 参考系 空间 时间
——位移
3：运动快慢与方向的描述——速度
4：运动变化快慢的描述——加速度
5：匀变速直线运动速度与时间的关系
6：匀变速直线运动位移与时间的关系
7：对自由落体运动的研究
8：匀变速直线运动规律的应用
9：测定匀变速直线运动的加速度
第二章：力
1：力
2：重力
3：弹力
4：摩擦力
5：力的合成
6：力的分解
第三章：牛顿运动定理
1：牛顿第一定律
2：探究加速度与力、质量的关系
3：牛顿第二定律
4：牛顿第三定律
5：牛顿运动定理的应用
6：超重和失重
第四章：物体的平衡
1：共点力作用下物体的平衡
2：共点力平衡条件的应用
3：平衡的稳定性（选学）
必修二：
第一章：抛体运动
1：曲线运动
2：运动的合成与分解
3：平抛运动
4：斜抛运动（选学）
第二章：匀速圆周运动
1：圆周运动
2：匀速圆周运动的向心力和向心加速度
3：圆周运动的实例分析
4：圆周运动与人类文明（选学）
第三章：万有引力定律
1：天体运动
2：万有引力定律
3：万有引力定律的应用
4：人造卫星 宇宙速度 ====Word行业资料分享--可编辑版本--双击可删====
源-于-网-络-收-集 第四章：机械能和能源
1：功
2：功率
3：势能
4：动能 动能定理
5：机械能守恒定律
6：能源的开发与利用
第五章：经典力学的成就与局限性
1：了解力学的成就与局限性
2：了解相对论（选学）
3：初识量子论（选学）
2011高三物理一轮复习教学案(24)--匀速圆周运动
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七彩教育网 全国最新初中、高中试卷、课件、教案等教学资源免费下载 2011高三物理一轮复习教学案（24）--匀速圆周运动
【学习目标】
（1）理解并记住描述圆周运动的物理量。
（2）学会解匀速圆周运动的运动学问题。
（3）掌握解圆周运动动力学问题的一般方法。
【自主学习】
一、匀速圆周运动的特点：
1、轨迹：
2、速度：
二、描述圆周运动的物理量：
1、线速度
（1）物理意义：描述质点
(2)方向:
(3)大小:
2、角速度
(1)物理意义:描述质点
(2)大小：
（3）单位：
3、周期和频率
（1）定义：做圆周运动的物体 叫周期。
做圆周运动的物体 叫频率。