新人教版高中物理必修二第五章第七节生活中的圆周运动30张
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新人教版高中物理必修二第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动(13张PPT) (共13张PPT)
由牛顿第三定律：FN
mgmv2 r
FN'FNmgmv2 r
FN
h
FN’
mg
r
O
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN’将消失,汽车将飞离 桥面。
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
拓展: 汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹 型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥 面的压力是多大？
解：汽车通过底部时，受力情况如图： 由牛顿第二定律：
• 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.
FN r
FN
mg
v2 m
h
FN mgmv2 r
r
G
FN'FN mgmv2
FN’
r
注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN’过大,汽车可能压坏 凹型桥或者爆胎。
拱型桥： 凹型桥：
FN'mgmv2 r
F'N mgmv2 r
无论过拱型桥还是凹型桥， 都应当减速行驶。
三、航天器中的失重FN现象
mg
根据牛顿第二定律： mgFN mv2 r
运动的特点列方程求解。
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
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18张PPT)
练习2
F指向圆心 -F背离圆心 =F向心
长L＝0.5m，质量可以忽略的的杆，其下端固定于O点， 上端连接着一个质量m＝2kg的小球A，A绕O点做圆周运动 （同图5），在A通过最高点，试讨论在下列两种情况下 杆的受力： g取10 m/s2
①当A的速率v1＝1m／s时 ②当A的速率v2＝4m／s时
变练式习3
第七节生活中的圆周运动
对圆周运动的要求
课标： （1）能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的 向心力。 （2）关注圆周运动的规律与ห้องสมุดไป่ตู้常生活的联系。
高考：竖直平面内的圆周运动只要求解决在 最高点和最低点这两个特殊位置上的动力学 问题.关系式依然适用，只是不同位置对应不
同的v或ω而已.
F指向圆心-F背离圆心= F向
观察生活中哪些物体的运动是圆周运动，用牛 顿第二定律分析？（至少举出两个事例）
评测练习（限时35分钟）
延伸、如图所示，质量为m的小球，用 长为L的细绳，悬于光滑斜面上的o点， 小球在这个倾角为θ的光滑斜面上做圆 周运动，若小球在最高点和最低点的速 率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时 的张力大小分别是多大?
2、当小球速度v=(0.5gR)1/2时它对轨道 的压力N=____
变：软支撑
硬支撑
1、当小球速度v=(2gR)1/2时 它受到轨道的压力N=_m__g_方向 _向__下_
2、当小球速度v=(gR)1/2时它 受到轨道的压力N=__0__方向 ____
3、当小球速度v=(0.5gR)1/2 时它受到轨道的压力N=_0._5_m_g方 向_向_上__
F指向圆心 -F背离圆心 =F向心
在竖直平面内固定一个光滑的圆环，半R=0.5m，一个可视为质 点的小球穿在圆环上并在竖直平面内做圆周运动，小球质量m=2kg， 若小球到达最高点的速度分别为1m/s和4m/s时，求小球分别受到的 弹力大小和方向？ （g取10 m/s2）
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
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 ）
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。
新人教版中学物理必修二：5-7.生活中的圆周运动 (共11张PPT)
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。 2021/3/162021/3/16Tuesday, March 16, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021 5:08:23 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/162021/3/162021/3/16Mar-2116-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/162021/3/162021/3/16Tuesday, March 16, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/162021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021
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。2021/3/162021/3/162021/3/162021/3/16
谢谢观看
离心运动的防止
1、在水平公路上行驶的汽车转弯时
静摩Hale Waihona Puke 力提供汽车转弯时的向心力Ff
Fn
v2 m
r
限速行驶
2、高速转动的砂轮、飞轮等
如何防止离心现象发生？
练习
1、以下属于离心现象应用的是（ B C）
A、水平抛出去的物体，做平抛运动
B、链球运动员加速旋转到一定的速度后 将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了，将锤柄在石头上磕风下就 可以把柄安牢
。2021年3月16日星期二2021/3/162021/3/162021/3/16
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/162021/3/162021/3/163/16/2021
新人教版高中物理必修二 课件5.7 ：生活中的圆周运动(共22张PPT)
运
动
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。
供<需
2、条件： 0 ≤F合＜mω2r
离
心
运
动
F
的
O
应
用
利用离 心运动 把附着 在物体 上的水 分甩掉
• 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.
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
v
的
防
OF
止
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？
供<需
1、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动
v2
R
FN ＝mg－m
v2 r
新人教版高中物理必修二第五章第七节生活中的圆周运动30张
5.7 生活中的圆周运动
知 识 准 备：
1、向心力的特点：
方向始终指向圆心，与速度垂直。
2、向心力的作用： 3、向心力的大小： 4、向心力的来源：
改变速度的方向。
v Fn=
m
2
=mω2R
R
可以由几个力的合力、某一个力或某一个力的分 力来提供。
思考与讨论：
在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力的作用？这几个力的关 系如何？
崇明长江大桥
凹形路面
转化模型
拱形桥
凹形桥
汽车过桥
F压＝FN＝mg
拱形桥 水平桥 凹形桥
汽车过桥
1、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？
2、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？
汽车过桥——拱形桥
车轮的构造
轮缘
思考与讨论：
1、火车转弯时是在做什么运动？
2、是什么力提供向心力？
铁路的弯道——内外轨一样高
外轨
内轨
FN O
G F 外轨对轮缘的弹力提供向心力
思考：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？
如何解决这一实际问题？
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
知 识 准 备：
1、向心力的特点：
方向始终指向圆心，与速度垂直。
2、向心力的作用： 3、向心力的大小： 4、向心力的来源：
改变速度的方向。
v Fn=
m
2
=mω2R
R
可以由几个力的合力、某一个力或某一个力的分 力来提供。
思考与讨论：
在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力的作用？这几个力的关 系如何？
崇明长江大桥
凹形路面
转化模型
拱形桥
凹形桥
汽车过桥
F压＝FN＝mg
拱形桥 水平桥 凹形桥
汽车过桥
1、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？
2、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？
汽车过桥——拱形桥
车轮的构造
轮缘
思考与讨论：
1、火车转弯时是在做什么运动？
2、是什么力提供向心力？
铁路的弯道——内外轨一样高
外轨
内轨
FN O
G F 外轨对轮缘的弹力提供向心力
思考：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？
如何解决这一实际问题？
•1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 •2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 •3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 •4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 •5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 •6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 •7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 •8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
人教版高一物理必修二第五章曲线运动第七节《生活中的圆周运动》课件(共30张PPT)
8、生活中的圆周运动
一、火车转弯
火车车轮的结构特点：
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（1）
火车转弯处内外轨无高度差
FN
外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力
根据牛顿第二定律F=m V2 可知 R
O
（２）汽车的速度越大
汽车பைடு நூலகம்桥的压力越小
（３）当汽车的速度增大到V= gR 时,压力为零。
汽车开始做平抛运动．
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V R
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（
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二、拱型桥
FN
根据牛顿第二定律 F向=G
FN=m
V2 R
FN= G
一、火车转弯
火车车轮的结构特点：
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（1）
火车转弯处内外轨无高度差
FN
外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力
根据牛顿第二定律F=m V2 可知 R
O
（２）汽车的速度越大
汽车பைடு நூலகம்桥的压力越小
（３）当汽车的速度增大到V= gR 时,压力为零。
汽车开始做平抛运动．
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V R
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（
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二、拱型桥
FN
根据牛顿第二定律 F向=G
FN=m
V2 R
FN= G
人教版高中物理必修二 第五章第7节生活中的圆周运动 课件(共30张PPT)
第五章 曲线运动
第 7节
生活中的圆周运动
FN
Ff
O
mg
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点？ 物体需要指向圆心的向心力 向心力的特点： 方向：总是指向圆心 2 大小：
F m r
v F m r
2
向心力公式的理解
提供物体做 匀速圆周运 动的力
v F= m r
2
物体做匀速 圆周运动所
需的力
FN
F
G
如图示， 轨道倾角为,转弯半径R,车 轮对内外轨都无压力,质量为m的火 车运行的速率应该多大?
若外轨较高：
由牛顿第二定律得： mgtanθ+F = mv2/r
对一定的 θ和r, 若v适当,可使F=0,即轨道与车轮间无 压力。 若v过大,mgtanθ< mv2/r 则可由F弥补. 若v过小, mgtanθ〉mv2/r 则可由内轨 压力平衡一些。
多少？(g取10 m/s2)
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。
列车速度过快，造成翻车事故
赛道的设计
实例研究2——过拱桥
1、汽车过拱桥是竖 直面内圆周运动的典 型代表 2、研究方法与水平 面内圆周运动相同
2、拱形桥
质量为m的汽车在拱形桥上以速度v 行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出 受力分析图，分析汽车通过桥的最高点 时对桥的压力。
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。
第 7节
生活中的圆周运动
FN
Ff
O
mg
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点？ 物体需要指向圆心的向心力 向心力的特点： 方向：总是指向圆心 2 大小：
F m r
v F m r
2
向心力公式的理解
提供物体做 匀速圆周运 动的力
v F= m r
2
物体做匀速 圆周运动所
需的力
FN
F
G
如图示， 轨道倾角为,转弯半径R,车 轮对内外轨都无压力,质量为m的火 车运行的速率应该多大?
若外轨较高：
由牛顿第二定律得： mgtanθ+F = mv2/r
对一定的 θ和r, 若v适当,可使F=0,即轨道与车轮间无 压力。 若v过大,mgtanθ< mv2/r 则可由F弥补. 若v过小, mgtanθ〉mv2/r 则可由内轨 压力平衡一些。
多少？(g取10 m/s2)
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。
列车速度过快，造成翻车事故
赛道的设计
实例研究2——过拱桥
1、汽车过拱桥是竖 直面内圆周运动的典 型代表 2、研究方法与水平 面内圆周运动相同
2、拱形桥
质量为m的汽车在拱形桥上以速度v 行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出 受力分析图，分析汽车通过桥的最高点 时对桥的压力。
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。
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18张PPT)
Fn＝F＝mgtan α＝(mv2)/R
V= gR tan
• 规定速度：若火车转弯时，火车轮缘不受轨道压 力，，其中R为弯道半径，α为轨道所在平面与水平 面的夹角，v0为弯道规定的速度．
• v0＝ gR tan
• (1)当v＝v0时，转弯时所需向心力等于支持力和重 力的合力，这时内、外轨对车轮 均无侧 压力，这就 是设计的限速状态．
水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下
做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉
力F发生变化，下列关于小球运动情况的说
法中正确的是( BC )
A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做
离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做
离心运动
F F向 匀速圆周运动
C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做
离心运动
来的2倍时，若要不发生险情，则汽车转弯的轨道半
径D必须( )
A．减为原来的
B．减为原1来的 C．增为原12来的2倍 D．增为原4来的4倍
速率增加前：
fm
m
v2 r
速率增加后：
fm
m
(2v)2 r'
r ' 4r
3． (航天器中的失重现象)2013年6
月11日至26日，“神舟十号”飞船
v
圆满完成了太空之行，期间还成功
(2)、(1)中获得向心力的方法好不好？为什么？若不好， 如何改进？
这种方法不好，因为火车的质量很大，行驶的速度也不 小，轮缘与外轨的相互作用力很大，铁轨和车轮极易受 损．改进方法：在转弯处使外轨略高于内轨，使重力和 支持力的合力提供向心力，这样外轨就不受轮缘的挤压 了．
(3)当轨道平面与水平面之间的夹角为α，转弯半 径为R时，火车行驶速度多大轨道才不受挤压？
V= gR tan
• 规定速度：若火车转弯时，火车轮缘不受轨道压 力，，其中R为弯道半径，α为轨道所在平面与水平 面的夹角，v0为弯道规定的速度．
• v0＝ gR tan
• (1)当v＝v0时，转弯时所需向心力等于支持力和重 力的合力，这时内、外轨对车轮 均无侧 压力，这就 是设计的限速状态．
水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下
做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉
力F发生变化，下列关于小球运动情况的说
法中正确的是( BC )
A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做
离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做
离心运动
F F向 匀速圆周运动
C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做
离心运动
来的2倍时，若要不发生险情，则汽车转弯的轨道半
径D必须( )
A．减为原来的
B．减为原1来的 C．增为原12来的2倍 D．增为原4来的4倍
速率增加前：
fm
m
v2 r
速率增加后：
fm
m
(2v)2 r'
r ' 4r
3． (航天器中的失重现象)2013年6
月11日至26日，“神舟十号”飞船
v
圆满完成了太空之行，期间还成功
(2)、(1)中获得向心力的方法好不好？为什么？若不好， 如何改进？
这种方法不好，因为火车的质量很大，行驶的速度也不 小，轮缘与外轨的相互作用力很大，铁轨和车轮极易受 损．改进方法：在转弯处使外轨略高于内轨，使重力和 支持力的合力提供向心力，这样外轨就不受轮缘的挤压 了．
(3)当轨道平面与水平面之间的夹角为α，转弯半 径为R时，火车行驶速度多大轨道才不受挤压？
新人教版高中物理必修二第五章第七节生活中的圆周运动(共21张)
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。
问题2 - 汽车过桥
黄石长江大桥
问题2 - 汽车过桥
N
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N的合力提供汽车做圆周运动的
练习 2
一辆质量m=2.0吨的小轿车，驶过半 径R=80m的一段拱桥桥面，重力加速 度g=9.8m/s2。求：汽车以多大速度通 过凸形桥面的顶点时，对桥面刚好没 有压力？
答案：由 v gr
解得：v =28 m/s
课堂小结
一、火车转弯 1、内外轨一样高时转弯 2、外轨高内轨低时转弯
火车转弯规定速度：v规定 grtan
问题3 - 航天器中的失重现象
对宇航员，重力提供向心力：
mg m v2 r
由此可以得出： v g r
此时人对座椅的压力为零 宇航员处于完全失重状态
练习 1
在水平铁路转弯处，往往使外轨略 高于内轨，这是为了A( C D )
A．减轻火车轮子挤压外轨 B．减轻火车轮子挤压内轨 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向心力 D．限制火车向外脱轨
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。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/7
谢谢观看
由物体的运动情况决定
“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
问题1 - 火车转弯：
火车车轮的构造 火车车轮有 突出的轮缘
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车轮的构造
轮缘
思考与讨论：
1、火车转弯时是在做什么运动？
2、是什么力提供向心力？
铁路的弯道——内外轨一样高
外轨
内轨
FN O
G F 外轨对轮缘的弹力提供向心力
思考：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？
如何解决这一实际问题？
铁路的弯道——外轨高于内轨
解决方案
铁路的弯道——外轨高于内轨
方案剖析
1、轨道分析
1、铁路的弯道
F合＝mg tanθ
Fn= m
v2
R
水平面圆周运动
v＝ gR tanθ
2、汽车过桥
竖直面圆周运动
凸形桥： 凹形桥：
v F压＝mg－m失重
2
R
v F压＝mg + m超重
2
R
课后思考
• 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。 2021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021
5.7 生活中的圆周运动
知 识 准 备：
1、向心力的特点：
方向始终指向圆心，与速度垂直。
2、向心力的作用： 3、向心力的大小： 4、向心力的来源：
改变速度的方向。
v Fn=
m
2
=mω2R
R
可以由几个力的合力、某一个力或某一个力的分 力来提供。
思考与讨论：
在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力的作用？这几个力的关 系如何？
θ
铁路的弯道——外轨高于内轨
方案剖析
1、轨道分析 2、受力分析
F合＝mg tanθ FN
θ
F合
O
3、速度分析
F合＝ Fn
G
θ
v＝ gR tanθ
火车转弯时所需的向心 力
Fn = m
v2
R
讨论：如果火车在转弯处的速度不等于规定的
速度会发生怎样的情况？
铁路的弯道——外轨高于内轨
挤压轮缘分析
v 1、当 ＞ gR tanθ 时：
v 2、当 ＜ gR tanθ 时：
FN
FN
O
O
F
F
G
G
θ
θ
轮缘受到外轨向内的弹力
轮缘受到内轨向外的弹力
上海国际赛车场
赛道转弯
1、赛车道转弯处的特点？ 2、为何要这样设计？
公路转弯
上海南浦大桥
崇明长江大桥
凹形路面
转化模型
拱形桥
凹形桥
汽车过桥
F压＝FN＝mg
拱形桥 水平桥 凹形桥
汽车过桥
1、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？
2、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？
汽车过桥——拱形桥
FN
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？
解：F合＝mg－FN
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021 10:08:26 AM
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/72021/3/72021/3/7Mar-217-Mar-21
• 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/72021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021
v mg＝m
2
R
v＝ gR
汽车过桥——凹形桥 FN
汽车质量为m，通过桥
最低点速度为v，桥半
mg
径为R，则在最低点汽
车对桥的压力为多大？
解：F合＝FN－mg
Fn= m
v2
R
∴ FN－mg＝m
v2
R
∴ FN ＝mg + m
v2
R
由牛顿第三定律得
FN ＞mg 超重状态
F压＝mg + m
v2
R
转化模型
拱形桥
mg
若汽车通过拱桥的速 度增大，会出现什么
情况？
Fn= m
v2
R
∴ mg－FN＝m
v2
R
∴ FN ＝mg－m
v2
R
由牛顿第三定律得
FN ＜mg 失重状态
F压＝mg－m
v2
R
汽车过桥——拱形桥
FN
FN ＝mg－m
v2
R
mg
当FN = 0 时，出现飞车现象，汽车做平抛运动，汽车及其中的物体处于完 全失重状态。
• 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
• 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.
• 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。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/7
谢谢观看
。2021年3月7日星期日2021/3/7205、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
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。2021/3/72021/3/7March 7, 2021
凹形桥
学以致用
学以致用
学以致用
学以致用
乘坐如图所示游乐园的过山车时，
质量为m的人随车在竖直平面内沿
圆周轨道运动，正确的是（ ）
A、人在最高点和最低点时的向心
C
加速度相等
B、车在最高点时人处于倒坐状态，
全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去
C、人在最低点时对座位的压力大于mg
课堂小结：