2021春高中物理人教版必修第二册 第六章 圆周运动 生活中的圆周运动(课件)
人教版高一物理必修第二册《生活中的圆周运动》评课稿
人教版高一物理必修第二册《生活中的圆周运动》评课稿1. 引言《生活中的圆周运动》是人教版高一物理必修第二册中的一章，主要介绍了生活中常见的圆周运动及其相关概念和应用。
本评课稿旨在对该章节进行详细评析和分析，以帮助教师更好地教授该章内容。
2. 教材内容分析• 2.1 圆周运动的概念圆周运动是指物体在一个固定轨道上做匀速运动的现象，例如月球围绕地球的运动。
教材通过生活中的例子进行解释，帮助学生理解圆周运动的概念。
• 2.2 圆周运动的特征教材介绍了圆周运动的特征，包括运动物体保持匀速、向心力和离心力的作用等。
这些特征有助于学生理解圆周运动的本质和规律。
• 2.3 圆周运动的应用教材还介绍了圆周运动在生活中的一些应用，如摩天轮、离心机等。
这些实例帮助学生将所学知识与实际生活联系起来，增加学习的实用性。
3. 教学目标• 3.1 知识目标通过学习本章内容，学生应该能够：–了解圆周运动的概念和特征；–掌握圆周运动中的向心力和离心力的计算方法；–掌握圆周运动的应用领域；–熟悉一些与圆周运动相关的实验方法和实验现象。
• 3.2 能力目标通过本章的学习，学生应该能够：–运用所学知识解决与圆周运动有关的问题；–分析生活中的实际例子，理解其中涉及的圆周运动原理；–运用科学的方法进行实验，观察并记录圆周运动现象。
• 3.3 情感目标通过本章的学习，培养学生的实际应用能力和创新思维，并增强他们对物理学科的兴趣和热爱。
4. 教学重点和难点• 4.1 教学重点重点教学内容应放在以下方面：–圆周运动的概念和特征的讲解；–向心力和离心力的计算方法的教学；–圆周运动在日常生活中的应用的介绍；–激发学生对该章节内容的兴趣。
• 4.2 教学难点在教学过程中，可能会遇到以下难点：–学生对向心力和离心力的理解和计算；–学生对圆周运动在实际应用中的理解和应用；–如何培养学生的实际应用能力和创新思维。
5. 教学方法与策略• 5.1 教学方法为了达到较好的教学效果，建议采用以下教学方法：–情景教学法：使用具体的实例来引导学生理解圆周运动的概念和特征。
高中物理(新人教版)必修第二册课后习题：圆周运动(课后习题)【含答案及解析】
第六章圆周运动圆周运动课后篇巩固提升合格考达标练1.如图所示,在圆规匀速转动画圆的过程中()A.笔尖的速率不变B.笔尖做的是匀速运动9C.任意相等时间内通过的位移相等D.两相同时间内转过的角度不同,匀速圆周运动的速度大小不变,也就是速率不变,但速度的方向时刻改变,故A 正确,B错误;做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长相等,但位移还要考虑方向,C错误;相同时间内转过角度相同,D错误。
2.如图所示为行星传动示意图。
中心“太阳轮”的转动轴固定,其半径为R1,周围四个“行星轮”的转动轴固定,半径均为R2,“齿圈”的半径为R3,其中R1=1.5R2,A、B、C分别是“太阳轮”“行星轮”和“齿圈”边缘上的点,齿轮传动过程中不打滑,那么()A.A点与B点的角速度相同B.A点与B点的线速度相同C.B点与C点的转速之比为7∶2D.A点与C点的周期之比为3∶5,A、B两点的线速度大小相等,方向不同,B错误;由v=rω知,线速度大小相等时,角速度和半径成反比,A、B两点的转动半径不同,因此角速度不同,A错误;B点和C点的线速度大小相等,由v=rω=2πnr可知,B点和C点的转速之比为n B∶n C=r C∶r B,r B=R2,r C=1.5R2+2R2=3.5R2,故n B∶n C=7∶2,C正确;根据v=2πr可知,T A∶T C=r A∶r C=3∶7,D错误。
T3.(多选)如图所示,在冰上芭蕾舞表演中,演员展开双臂单脚点地做着优美的旋转动作,在他将双臂逐渐放下的过程中,他转动的速度会逐渐变快,则它肩上某点随之转动的()A.转速变大B.周期变大C.角速度变大D.线速度变大,即转速变大,角速度变大,周期变小,肩上某点距转动圆心的半径r不变,因此线速度也变大。
4.(2020海南华侨中学高一上学期期末)如图所示是一个玩具陀螺,a、b和c是陀螺上的三个点。
当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是()A.a、b和c三点的线速度大小相等B.a、b和c三点的角速度相等C.a、b的角速度比c的大D.c的线速度比a、b的大、b、c三点共轴,角速度相同,B正确,C错误;a、b、c三点半径不等,所以三点的线速度大小不等,A错误;R a=R b>R c,a、b、c三点角速度相同,故a、b两点的线速度大于c点线速度,D错误。
新教材 人教版高中物理必修第二册 第六章 圆周运动 知识点考点重点难点提炼汇总
第六章圆周运动6.1圆周运动 ........................................................................................................................... - 1 -6.2向心力 ............................................................................................................................... - 9 -6.3向心加速度 ..................................................................................................................... - 16 -6.4生活中的圆周运动 ......................................................................................................... - 21 -专题课向心力的应用和计算............................................................................................ - 32 - 专题课生活中的圆周运动................................................................................................ - 36 -6.1圆周运动一、圆周运动及线速度1．圆周运动的概念运动轨迹为圆周或一段圆弧的机械运动，称为圆周运动。
人教版物理高中必修二《生活中的圆周运动》课件(共20张PPT)
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/92021/8/92021/8/98/9/2021 9:20:33 AM
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11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。2021/8/92021/8/92021/8/9Aug-219-Aug-21
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12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。2021/8/92021/8/92021/8/9M onday, August 09, 2021
加速度方向
超重失重状态
竖直向下
失重
竖直向上
超重
典型 例题
三、航天器中的失重现象
提出问题
1.假设宇宙飞船质量为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。试求座舱对航天员的支 持力。此时飞船的速度多大?通过求解，你可以得出什 么结论?
•
Jinxing education
/bkpt
•
二、拱形桥
提出问题
2.分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力情况。仍 设汽车的质量为m，在凹形桥上以速度v行驶，桥面的圆弧 半径为R。
•
过拱桥：竖直面内运动，汽车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。
最高点 最低点
汽车对桥面的压力
竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0.5 kg，绳长l=60 cm， 求： （1)最高点水不流出的最小速率； （2)水在最高点速率v＝3 m/s时，水对桶底的压力。
•
再见
•
典型 例4 在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象（ ） 例题 ①荡秋千经过最低点的小孩 ②汽车过凸形桥 ③汽车过凹形桥 ④
6.4生活中的圆周运动—人教版高中物理必修第二册课
6.4 生活中的圆周运动
提供物体做圆周运 动的力
F合 = F向
做圆周运动的物体 所需的力
由物体受力情况决定
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 物体做匀速圆周运动
本节课
从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体
？ 问题
在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略 有不同。你能解释其中的原因吗？
火车弯道内低外高，这样的设计有什么道理？
1.铁路弯道的特点：弯道处外轨 略高于内轨
2.火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的， 而是斜向弯道的 圆心 .支持力与重力的合力指向内侧 .
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
火车质量为m在倾角为θ、半径为r的轨道上转弯时， 若铁轨不受侧向压力，求此时火车的这个速度多大？
Fn
mg
tan
m
v2 r
v gr tan
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
轮缘与轨无挤压且v影响因素r与θ，与m无关
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课 6.4生活中的圆周运动—2020-2021学 年【新 教材】 人教版 （2019 ）高中 物理必 修第二 册课
人教版高中物理必修第2册 第6章 圆周运动 1 圆周运动
()
A．ωA＝ωB，vA<vB C．ωA<ωB，vA＝vB
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B．ωA＝ωB，vA>vB D．ωA>ωB，vA<vB
核心素养微专题
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第六章 圆周运动
【答案】A
【解析】A 与 B 均绕地轴做匀速圆周运动，在相同的时间转过的角 度相等，由角速度的定义式 ω＝ΔΔθt ，A、B 角速度相等，即 ωA＝ωB；由 角速度与线速度关系公式 v＝ωr，B 的转动半径较大，故 B 的线速度较 大，即 vA<vB，故 A 正确．
(2)意义：描述做圆周运动的物体__运__动____的快慢． (3)方向：物体做圆周运动时该点的____切__线____方向．
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第六章 圆周运动
2．匀速圆周运动 (1)定义：物体沿着圆周运动，并且线速度的大小__处__处__相__等____. (2)性质：线速度的方向是时刻__改__变____的，所以是一种___变__速___运
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第六章 圆周运动
角速度、周期和转速
1．角速度 (1)定义：做圆周运动的物体，半径转过的__角__度____与所用__时__间____
的比值．
Δθ
(2)定义式：ω＝_____Δ_t______.
高中物理人教版新教材必修第二册-第六章圆周运动生活中的圆周运动-ppt精品课件
பைடு நூலகம்
当v=v0时： 轮缘不受侧向压力
当v>v0时：
F弹 F弹
外轨道对轮缘有侧压力, 外轨易损坏。
当v<v0时：
内轨道对轮缘有侧压力, 内轨易损坏。
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 ：第六 章圆周 运动 第4节 生活中的圆周运动 (共18张PPT)
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 ：第六 章圆周 运动 第4节 生活中的圆周运动 (共18张PPT)
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 ：第六 章圆周 运动 第4节 生活中的圆周运动 (共18张PPT)
归纳总结
1、明确研究对象，找出圆周运动圆心、半径 2、受力分析，确定向心力的来源,确定F合即Fn的方向 3、列方程求解
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 ：第六 章圆周 运动 第4节 生活中的圆周运动 (共18张PPT)
6.4 生活中的圆周运动
学习目标
1. 进一步理解向心力的含义并会在具体问题中分析 向心力来源。
2. 能够熟练运用圆周运动知识解释生活中的圆周运 动现象。
一、水平面上的圆周运动
外轨
一、水平面上的圆周运动
1.火车车轮的结构特点：
一、水平面上的圆周运动
火车车轮受三个力：重力、
支持力、外轨对轮缘的弹力.
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 ：第六 章圆周 运动 第4节 生活中的圆周运动 (共18张PPT)
思考
若汽车通过凹形路段的速度增大，会出现什么情况？
FNꞌ
mg
+m
v2 r
可见汽车的速度越大对路面的压力越大。
会出现压塌桥或爆胎的情况
2021学年高一下学期物理人教版(教材)必修第二册PPT-第六章第1节圆周运动
2．角速度 (1)定义：连接物体和圆心的半径转过的_角__度__与转过这一 _角__度__所用_时__间__之比。 (2)定义式：ω＝ΔΔθt 。 (3)单位：弧度每秒，符号是_r_a_d_/s_或_r_a_d_·s_－_1_。 (4)匀速圆周运动的角速度：匀速圆周运动是角速度_不__变__ 的圆周运动。
C．它们的线速度大小都是相同的
D．它们的角速度是不同的
解析：如图所示，地球绕地轴转动时，地 球上各点的运动周期及角速度都是相同 的。地球表面上的物体，随地球做圆周运 动的平面是物体所在纬线平面，其圆心分 布在整条自转轴上，不同纬线上的物体做圆周运动的半 径是不同的，只有同一纬线上的物体转动半径相等，线 速度的大小才相等。即使物体的线速度大小相同，方向 也可能各不相同。故 A 正确，B、C、D 错误。 答案：A
2．各物理量之间的关系
[例 1] 某兴趣小组走访了当地的某品牌汽车 4S 店后得知：汽
车在公路上行驶一般不打滑，轮子转一周，汽车向前行驶的距离等
于车轮的周长，该品牌轿车的车轮半径约为 30 cm。当该型号轿车
在高速公路上行驶时，驾驶员前面的速率计的指针指在“120 km/h”圆周运动中，线速度的大小等于角速度
的大小与半径的_乘__积__。 2．关系式：v＝_ω_r_。
[试小题]
1．判断正误。
(1)角速度大时，线速度一定大。
(×)
(2)周期相同时，角速度一定相同。
(√)
(3)线速度相同时，半径越大的角速度一定越小。 ( √ )
(4)周期相同时，半径越大的角速度一定越大。 ( × )
二、线速度与角速度的关系 [微探究] 打篮球的同学可能玩过转篮球，让篮球在指尖旋转，展示
自己的球技。如图所示，若篮球正绕指尖所在的竖直轴旋转， 那么篮球上不同高度的各点的角速度相同吗？线速度相同吗？
2020-2021学年人教版物理必修二新教材课件：6-4 生活中的圆周运动
1、能定性分析火车外轨比内轨高的原因 2、能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题
教学难点
1、知道航天器中的失重现象的本质 2、知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止
知识回顾
❖ 物体做圆周运动时，受力有何共同点 物体要受到指向圆心的向心力
❖ 向心力的特点 方向：总是指向圆心
练习2 飞车走壁
❖ 摩托车飞车走壁， 请分析受力情况， 解释现象
练习3
如图为过山车轨
道的一部分，若
要使车厢能安全
通过圆形轨道，
R
h？ 车厢应从多高处
释放？不计一切
摩擦与阻力。
❖ 火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯，火
车质量为8×105kg，速度为30m/s。铁轨与轮
之间的动摩擦因数μ=0.25。
FN
设向心力由轨道指
向圆心的静摩擦力提
“供F需f ”不O 平衡供，如F何f 解m v决R2 ？
代入数据可得：
Ff=2.4×106N 但轨道提供的静摩擦力最大值：
mg
Ff静m=μmg=1.96×106N
大小：
Fn
m
v2 r
分析做圆周运动的物体受力情况
受力分析
提供向心力
FN Ff
mg
FN mg
O
O Ff FN+mg
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
Fn
=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
实例研究1——火车过弯
§6.4 生活中的圆周运动
教学目标
2021学年高一下学期物理人教版(教材)必修第二册PPT-6.4生活中的圆周运动
第28页
考点四 对离心运动的理解 【名师解读】 对离心现象的理解 1.物体做离心运动的原因：提供向心力的外力突然消失，或 者外力不能提供足够的向心力. 注意：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由 于外力不能提供足够的向心力，所谓“离心力”实际上并不存 在.
v2 关系为 mg－FN＝m R ，由此可得 FN＝0 时，航天员处于完全失重状 态，对座椅无压力.
(3)航天器内的任何物体之间均没有压力.
第22页
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器连同其中的乘员做圆周 运动.
第23页
(多选)如图所示，宇航员 在围绕地球做匀速圆周运动的空间站 中处于完全失重状态，下列说法正确 的是( )
v2 由牛顿第二定律得：mg－FN′＝m R 代入数据解得 FN′＝105 N 由牛顿第三定律知压力等于 105 N.
第21页
考点三 对航天器中的失重现象的理解 【名师解读】 1.航天器在近地轨道的运动
v2 (1)对航天器，重力充当向心力，满足的关系为 mg＝m R . (2)对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的
安全速度，若超过此速度，摩托车 E. 这几则材料反映出共享单车投放到城市后的发展情况以及面临的一些问题，但总的来说，群众对共享单车还是非常欢迎的。
提问：浏览全诗，思考，作者在这首诗表达了那样的一些感情？ 油纸伞的出现是有条件的，这个条件就是雨——春雨。大家熟悉的朱自清先生的《春》中是怎样描绘春雨的？
第7页
(2)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，内外轨道对火车无 挤压作用. ②当火车行驶速度 v>v0 时，外轨道对轮缘有侧压力. ③当火车行驶速度 v<v0 时，内轨道对轮缘有侧压力.
2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《生活中的圆周运动》
听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《生活中的圆周运动》一、教学目标（核心素养）•物理观念：通过生活中的实例，深入理解圆周运动的概念及其在日常生活中的应用。
•科学思维：培养学生从实际情境中抽象出物理模型，运用圆周运动的知识解决实际问题的能力。
•科学探究：通过观察、分析和讨论生活中的圆周运动现象，提升科学探究的兴趣和能力。
•科学态度与责任：增强学生对物理知识与生活联系的认识，培养用物理眼光观察世界的习惯。
二、导入•教师行为：展示一系列包含圆周运动元素的生活图片或视频（如摩天轮、自行车骑行、滑冰运动员的旋转等），引导学生观察并思考这些现象中的共同点。
提问：“你们能从这些图片或视频中找到哪些共同的物理运动特征？”•学生活动：仔细观察图片或视频，积极思考并尝试回答教师的问题，初步感知圆周运动在生活中的普遍存在。
•过程点评：通过直观的生活实例引入，有效吸引了学生的注意力，激发了他们探索圆周运动在生活中应用的兴趣。
三、教学过程3.1 分析生活实例•教师行为：选取几个典型的生活实例（如汽车过弯道、洗衣机脱水、过山车运行等），逐一进行分析。
对于每个实例，教师先描述其运动过程，然后引导学生思考并讨论其中的圆周运动特征、向心力来源以及可能涉及的物理量。
•学生活动：分组讨论，针对每个实例积极发言，提出自己的见解和疑问。
通过讨论，逐步深入理解每个实例中的圆周运动原理。
•过程点评：通过实例分析，学生不仅加深了对圆周运动概念的理解，还学会了如何将理论知识应用于实际情境中。
讨论过程培养了学生的合作学习和批判性思维能力。
3.2 建构物理模型•教师行为：引导学生根据分析的生活实例，尝试建构相应的物理模型。
鼓励学生使用简化的图形或公式来表示实例中的圆周运动情况，并计算相关的物理量（如线速度、角速度、向心加速度等）。
•学生活动：在教师的指导下，学生动手建构物理模型。
他们使用纸笔或计算机工具绘制图形、列出公式，并尝试计算相关物理量。
新教材高中物理第六章圆周运动4生活中的圆周运动案新人教版必修第二册
生活中的圆周运动目标体系构建明确目标·梳理脉络【学习目标】1．能根据所学知识分析生活中的圆周运动现象。
2．知道航天器中的失重现象。
3．观察生活中的离心现象，知道离心运动产生的原因，了解在生活中的应用及带来的危害。
【思维脉络】课前预习反馈教材梳理·落实新知思考辨析『判一判』(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨。
(×)(2)火车转弯时的向心力一定是重力与铁轨支持力的合力提供的。
(×)(3)汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于车重。
(×)(4)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重。
(√)(5)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的航天员处于完全失重状态，故不再受重力。
(×)(6)做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动。
(×)『选一选』(2021·河南高一月考)如图所示，一位乘客乘坐摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，下列判断中正确的是( C )A．乘客始终受三个力作用B．乘客的向心加速度方向总是不变C．乘客的向心力总是与速度垂直D．乘客在最高点处于超重状态解析：乘客在最低点和最高点只有重力与座椅的支持力作用，故A错误；做匀速圆周运动的物体向心加速度方向始终指向圆心，由牛顿第二定律可知，向心力的方向也始终指向圆心即总是与速度垂直，故B错误，C正确；乘客在最高点合力方向竖直向下，则处于失重状态，故D错误。
『想一想』游乐场的旋转盘上，开始时有的人离转轴近一些，有的人离转轴远一些(如图)。
当旋转盘加速时，哪些人更容易发生滑动？为什么？答案：见解析解析：离轴远一些的人更容易滑动。
根据向心力公式F＝mω2r可知，旋转盘上的人角速度一样，离轴越远，所需向心力越大，转盘上的人所需向心力都是由人与转盘间的摩擦力提供，所以离轴越远，越容易滑动。
课内互动探究细研深究·破疑解难探究火车转弯问题┃┃情境导入__■摩托车在水平道路上转弯(图甲)和火车转弯(图乙)，它们的共同点是什么？提供向心力的方式一样吗？铁路弯道处铁轨有什么特点？提示：共同点：摩托车在平直公路转弯和火车转弯都需要向心力。
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对宇航员，重力提供向心力： mg= mv2/r
由此可以得出 v gr
此时人对座椅的压 力为零
宇航员处于完 全失重状态
请思考：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现 在拐弯处呢？
请思考
问题一、刚才见到的事故都是在什么地方 发生的？ 问题二、你看到这些车子出事故时的侧滑 或翻滚方向都有什么样的共同特点？
背景问题1：火车转弯
θ很小时,sinθ≈tanθ
◆圆周运动(Circular motion)
N
生 铁路的弯道
活
中 (2) 外轨高内轨低时转弯
的 圆
mg tan m v2
r
此为火车 转弯时的
Fn
r
θ
周
mg sin m v2 设计速度
G
运
r
L
动
mg h m v2
h
θ
Lr
v ghr L
思考:
2）高速转动的砂轮、飞轮等
F<m
υ2
r
F
υ
汽车
供 需 提供物向体心做、圆圆周、离心运动物体做匀速圆周
周运动的力
运动所需的力
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
Fn=m v2 r v2
Fn<m r
Fn>m v2 r
圆周运动 离心运动 向心运动
课堂小结
一.铁路的弯道 1.向心力的来源：A外轨高于内轨时，重力与支持力的合
(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?
背景问题1：火车转弯
v0
ghr L
当v=v0时： 轮缘不受侧向压力，
F弹F弹
最安全的转弯速度 当v>v0时：
铁路弯道处超速是火车脱 轨和翻车的主要原因
轮缘受到外轨向内的挤压力，外轨易损坏。
当v<v0时： 轮缘受到内轨向外的挤压力，内轨易损坏。
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
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？……
生活中的圆周运动
知识回顾
物体做圆周运动时，必须有力提供 向心力 向心力是按效果命名的力
向心力的特点
• 方向 • 总是指向圆心, 作用效果只改变速度的方向 • 由物体在半径方向的合力提供
• 大小： Fn
m
v2 r
F= m v2
r
提供物体做 圆周运动的力
物体作圆周 运动的条件
物体做圆周运动 所需的力
背景问题1：火车转弯
◆圆周运动(Circular motion)
生 1、铁路的弯道
活
中 的
(1)内外轨道一样高时转弯
FN
圆周Fຫໍສະໝຸດ m v2 r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?
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。
离心运动的防止
v
OF静 • 防止：汽车转弯，高速砂轮限速等
v
OF
离心运动的防止
1）在水平公路上行驶的汽车转弯时
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F大于最大静 摩擦力Fmax，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。
Fn ＞F需向 做什么运动？ 近心
2.物体作离心运动的条件： Fn < F需向
●离心运动的应用
离
离
心
心
甩
抛
干
掷
离
离
心
心
脱
分
水
离
用离心机把 体温计的水 银柱甩回玻 璃泡内
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。
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？
1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然
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。
思考问题？
Fn= F需向 Fn = 0 Fn ＜F需向
做什么运动？ 做什么运动？ 做什么运动？
圆周 切线 离心
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Fn= 0时，物体沿切线方向飞出
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 m 2 r
若突然松手，小球将怎样运动？
背景问题3：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）。
力是使火车转弯的向心力B轮缘。 2.转弯处的半径和火车运行速度的条件限制。
火车转弯规定: v临界 Rg tan
v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力 v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力
二.拱形桥1. 汽车过拱形桥时，对桥面的压力与重力比较。 2.圆周运动中的超重、失重情况。 三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力 四.离心运动 1.离心现象的分析与讨论。 2.离心运动的应用和防止。
处理圆周运动问题的基本思路：
1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径 2）受力分析，找到向心力的来源；
3）利用向心力公式Fn=man列方程求解
实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用 只不过这里的加速度是向心加速度。
由物体受力情况决定
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
背景问题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
火车车轮有
圆
突出的轮缘
周
运
动
请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？ 铁路的弯道处
生 1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示， 活 由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的
中 的
地段应是( D )
圆 A. a处 B. b处
C. c处
D. d处
周
运
a
c
动
b
d
可能飞离路面的地段应是？
2.如图所示，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
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
汽车过桥问题
1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？
【解】G和FN的合力提供汽车做圆周运动
泸 的向心力，由牛顿第二定律得：
定G
FN
v2 m
r
桥 v2 FN G m r
N
m
v
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。
G
当 v gr 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。
飞离桥面做
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FN的合力提供汽车做圆周运
FN
动的向心力，由牛顿第二定律得：
v2 FN G m r
v
m
v2
FN G m r G
G
可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。
由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。
◆圆周运动(Circular motion)
生 汽车过桥问题小结
活 中 的 圆 周 运 动
G FN
m v2 r
FN
G
m
v2 r
FN=G
当堂练习
◆圆周运动(Circular motion)