生活中的圆周运动微课
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生活中的圆周运动典型例题详解市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件
第38页
【答案】2mω2r 【点评】（1）由解题结果知，所求压力差与 电动机质量无关. （2）当铁块转至最高点时，铁块受杆作用力 方向也可能向上，但两种情况下解题结果是 相同.
（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）
V2
μmg= m r
r=
μ
V2 g
=
52
0.5×10 m=5m
第20页
课堂互动讲练
类型一 对物体做离心运动分析
例1 以下关于离心现象说法正确是（ ） A.当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象 B.做匀速圆周运动物体，当它所受一切力都突然 消失后，物体将做背离圆心圆周运动 C.做匀速圆周运动物体，当它所受一切力都
O
(1) 当v 1 gl 时，绳对物体的拉力？ 6
300
(2) 当v 1 gl 时，绳对物体的拉力？ 2
第9页
第四章 曲线运动和万有引力→3圆周运动
（三）考点应用，精讲精析 经典问题三：曲线运动中动力学问题（四）------竖直平面内变速圆周运动
解题感悟
处理竖直平面内变速圆周运动问题关键是掌握两个圆周运动 模型和两个圆周运动临界问题： 1.两种圆周运动模型：
球处于什么状态？
： ②当小球在最管高球点模速型度为管v时能，外小压球也受能到内管压力？小 球处于什么状态？存在临界速度吗？
（1）
（2）
第5页
【例5】如图5-7-11所表示，质量m=2.0×104 kg汽 车以不变速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥 面圆弧半径均为20 m.假如桥面承受压力不得超出 3.0×105 N，则： （1）汽车允许最大速率是多少？ （2）若以所求速度行驶，汽车对桥面最小压力是 多少？（g取10 m/s2）
第27页
【答案】2mω2r 【点评】（1）由解题结果知，所求压力差与 电动机质量无关. （2）当铁块转至最高点时，铁块受杆作用力 方向也可能向上，但两种情况下解题结果是 相同.
（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）
V2
μmg= m r
r=
μ
V2 g
=
52
0.5×10 m=5m
第20页
课堂互动讲练
类型一 对物体做离心运动分析
例1 以下关于离心现象说法正确是（ ） A.当物体所受离心力大于向心力时产生离心现象 B.做匀速圆周运动物体，当它所受一切力都突然 消失后，物体将做背离圆心圆周运动 C.做匀速圆周运动物体，当它所受一切力都
O
(1) 当v 1 gl 时，绳对物体的拉力？ 6
300
(2) 当v 1 gl 时，绳对物体的拉力？ 2
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第四章 曲线运动和万有引力→3圆周运动
（三）考点应用，精讲精析 经典问题三：曲线运动中动力学问题（四）------竖直平面内变速圆周运动
解题感悟
处理竖直平面内变速圆周运动问题关键是掌握两个圆周运动 模型和两个圆周运动临界问题： 1.两种圆周运动模型：
球处于什么状态？
： ②当小球在最管高球点模速型度为管v时能，外小压球也受能到内管压力？小 球处于什么状态？存在临界速度吗？
（1）
（2）
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【例5】如图5-7-11所表示，质量m=2.0×104 kg汽 车以不变速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥 面圆弧半径均为20 m.假如桥面承受压力不得超出 3.0×105 N，则： （1）汽车允许最大速率是多少？ （2）若以所求速度行驶，汽车对桥面最小压力是 多少？（g取10 m/s2）
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《生活中的圆周运动》课件
圆周运动的周期和转速
总结词
描述圆周运动中物体完成一次循环所需要的时间和单位时间内完成循环的次数 。
详细描述
周期是圆周运动中物体完成一次循环所需要的时间，用字母T表示。转速是指单 位时间内物体完成循环的次数，用字母n表示。
圆周运动的向心力和向心加速度
总结词
描述圆周运动中物体受到指向圆心的力和由此产生的加速度 。
详细描述
自行车轮在转动时，其边缘点绕中心点做圆周运动，产生向心加速度。这种运动 形式在提供前进动力的同时，也使得自行车能够保持平衡。
电风扇的转动
总结词
电风扇的转动展示了圆周运动在日常 生活中的应用，涉及到能量的转换和 风力的产生。
详细描述
电风扇的叶片在转动时，其边缘点绕 中心点做圆周运动，产生风力。这种 运动形式将电能转换为机械能，为人 们带来凉爽的空气。
详细描述
向心力是指圆周运动中物体受到指向圆心方向的力，其大小 与物体的质量、速度和圆周半径有关。向心加速度是指物体 在向心力作用下产生的加速度，其大小与向心力的大小和物 体的质量有关。
02 生活中的圆周运 动实例
自行车轮的转动
总结词
自行车轮的转动是生活中常见的圆周运动实例，它涉及到圆周运动的原理和特点 。
详细描述
旋转木马上的座椅和动物模型随着中心轴的转动而做圆周运动，产生离心力。这种运动形式使得孩子们能够体验 到旋转带来的刺激和乐趣。
03 圆周运动的规律 和公式
圆周运动的线速度和角速度
线速度
描述物体沿圆周运动的快慢，计算公式为 $v = frac{s}{t}$，其中 $s$ 是物体在时间 $t$ 内所经过的 弧长。
转动惯量是描述刚体绕轴转动惯性的物理量，自行车轮的转动惯量会影响骑行时的 稳定性和响应性。
高中物理《生活中的圆周运动 微课》公开课教学课件
离
心
心
甩
抛
干
掷
离
离心心ຫໍສະໝຸດ 脱分水离
21
生活中的圆周运动
铁路的弯道
火车车轮的构造 火车车轮有 突出的轮缘
当外轨略高于内轨时
火车受力
竖直向下的重力G
h
垂直轨道面的支持力N
N
G
q
弯道的圆心在哪儿？
N
N
O2
F
h
h
G
G
q
q
F向心力 = F合 = mg tanq
如图，斜面轨道倾角
为θ，转弯半径R，要使 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?
v2 FN G m r
当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压
力越小。当 v gr 时，压力FN为零。
处于完全失重状态。
思考与讨论：
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。 地面上有一辆汽车在行驶。
根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。 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？……
防止：汽车转弯时做离心运动
受力分析：
提供向心力
Ff
FN Ff
O
mg
小结 向心、圆周、离心运动
供 提供物体做圆 周运动的力
需 物体做匀速圆周 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
●离心运动的应用
离
F合 F向
h
v0 gr tanq
生活中的圆周运动课件(课堂用)
切线速度与法线加速度
切线速度
01
物体沿圆周切线方向的速度，描述物体在圆周上某点的瞬时速
度。
法线加速度
02
物体做圆周运动时，指向圆心的加速度，描述物体速度方向改
变的快慢。
切线速度与法线加速度的关系
03
在匀速圆周运动中，切线速度与法线加速度的夹角为90°，且切
线速度的大小不变，方向时刻改变。
动能定理在圆周运动中应用
1. 由于实验器材的精度限制和操作误差等因素，实验数 据存在一定的误差。例如，光电门计时器的计时精度、 刻度尺的测量误差等都会对实验结果产生影响。
1. 通过实验数据发现，物体做匀速圆周运动时，其线速 度v与半径R成正比，角速度ω与半径R成反比。
误差分析
2. 在实验过程中，需要保持旋转平台做匀速圆周运动 ，但实际操作中可能存在速度波动或偏离圆周轨道的情 况，这也会对实验结果造成一定的误差。
实验器材准备及使用方法
实验器材 1. 光电门计时器
2. 旋转平台及支架
实验器材准备及使用方法
3. 砝码 4. 刻度尺
5. 数据采集与处理系统
实验器材准备及使用方法
使用方法
1. 将光电门计时器固定在旋转平台上，调整其高 度和位置，使其能够准确测量物体通过的时间。
2. 在旋转平台上放置砝码，调整砝码的位置，使 旋转平台在水平面内做匀速圆周运动。
近代天文发展
随着望远镜的发明和天文理论 的不断完善，人类对宇宙的认 识越来越深入。
宇宙探测任务
人类已经发射了多颗探测器， 对月球、火星等天体进行探测 和研究。
未来展望
随着科技的不断进步和人类对 宇宙的好奇心不断增强，未来 将有更多的探测任务和研究计 划，揭示宇宙的更多秘密。
生活中的圆周运动说课+讲课 PPT
N=0v= gr
•过•过山山车车（临界条件）r
N
+mg=m
v2 r
N +mg=m v2 临界点：N=0v= gr
r
模拟授课
生活中的圆周运动
竖直圆周运动——过山车模型
竖直平面内的圆周运动——过山车
加长轨道
为什么过山车到最高点不会掉下来呢？
有东西固定？
没有东西固定住 还能体验过山车么？
民间杂技——水流星
1.理解向心力是一种效果力。 2.正确分析向心力的来源，并能用 牛顿第二定律解决实际问题。
1.正确分析向心力的来源。 2.临界点的分析
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
教材 分析
学情 分析
已有 基础
匀速圆周运动的相关概念。
教学
思维 对于较为复杂的曲线运动中向心力向
策略
障碍 心加速度的分析与理解则较为困难。
r
一•火、车水转平弯面上N的cos圆N=周cm og运s动=mg
二二•、拱、竖形竖直桥直面面内Ns内i的n的=圆m圆v周r2 周运运动动
•拱形桥（m临g界-N条=件m）vrm2g-N =临m v界r2 点N：=0N=v0= gr v= gr
•凹•凹形形桥桥
v N -mg=m v 2 r
2
N -mg=m
生活中的圆周运动说课+讲课
教材分析
学情分析
说
课
教学策略
流
程
教学流程
板书设计
教材的地位与作用
教材 分析
学情 分析
教学 策略
教学 流程
板书 设计
是本章的最后一节内容 是对整个知识体系的 总结和应用
生活中的圆周运动 课件
该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现， 不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．
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．试求:
1、座舱对宇航员的支持力? 2、此时飞船的速度多大? ★3、通过求解．你可以得出什么结论? （怎样理解失重现象？）
D．限制火车向外脱轨
如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐
弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则
汽车完全不靠摩擦力转弯的速率 是?
（
二、拱形桥
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．
• 当汽车对桥的压力刚为零时，汽车的速 度有多大？当汽车速度大于这个速度时， 会发生什么现象？
？问题一：
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
离心运动的危害
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 提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
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
v02 R
（图）
即火车转弯的规定速度v0= Rgh
L
在水平铁路转弯处，往往使外轨略 高于内轨，这是为了( ACD ) 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
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．试求:
1、座舱对宇航员的支持力? 2、此时飞船的速度多大? ★3、通过求解．你可以得出什么结论? （怎样理解失重现象？）
D．限制火车向外脱轨
如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐
弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则
汽车完全不靠摩擦力转弯的速率 是?
（
二、拱形桥
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．
• 当汽车对桥的压力刚为零时，汽车的速 度有多大？当汽车速度大于这个速度时， 会发生什么现象？
？问题一：
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
离心运动的危害
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 提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
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
v02 R
（图）
即火车转弯的规定速度v0= Rgh
L
在水平铁路转弯处，往往使外轨略 高于内轨，这是为了( ACD ) 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
《生活中的圆周运动》课件
总结词
生活中常见的匀速圆周运动的现象。
详细描述
生活中有许多匀速圆周运动的实例， 如自行车轮的转动、游乐场中的旋转 木马、地球的自转等。这些现象都遵 循匀速圆周运动的规律，体现了圆的 性质和运动的魅力。
03
非匀速圆周运动
非匀速圆周运动的定义
总结词
非匀速圆周运动的定义
详细描述
非匀速圆周运动是指物体在圆周轨道上运动，其线速度的大小和方向不断变化，导致向心力和离心力 也不断变化。
非匀速圆周运动的公式
总结词
非匀速圆周运动的公式
详细描述
非匀速圆周运动中，线速度v、角速度ω、周期T、频率f、向 心加速度an和离心加速度ac等物理量均随时间变化。因此， 需要使用微积分等数学工具来描述和求解非匀速圆周运动。
非匀速圆周运动的实例
总结词
非匀速圆周运动的实例
详细描述
生活中有许多非匀速圆周运动的实例，如洗衣机脱水桶中的水滴、游乐场中的旋转木马 、火车转弯等。这些运动中，物体受到的向心力和离心力不断变化，导致线速度和角速
汽车轮胎的转动
总结词：行驶动力
详细描述：汽车轮胎的转动是汽车行驶的关键，通过轮胎与地面的摩擦力产生前进的动力，实现汽车 的移动。
传送带的转动
总结词：物料运
详细描述：传送带通过圆周运动将物料从一个地方运输到另一个地方，广泛应用于工厂、物流等领域。
谢谢您的聆听
THANKS
《生活中的圆周运动》ppt课 件
CONTENTS
• 圆周运动的定义与基本性质 • 匀速圆周运动 • 非匀速圆周运动 • 生活中的圆周运动 • 圆周运动的实际应用
01
圆周运动的定义与基本性质
圆周运动的定义
总结词
生活中的圆周运动课件
生活中的圆周运动课件生活中的圆周运动生活中，我们常常能够观察到各种各样的运动，而其中一种常见的运动就是圆周运动。
无论是我们日常生活中的物体运动，还是天文现象中的星球运动，圆周运动都扮演着重要角色。
本文将从不同角度探讨生活中的圆周运动。
一、物体运动中的圆周运动首先，我们来看看物体运动中的圆周运动。
在我们的日常生活中，许多物体都会进行圆周运动，比如车轮的旋转、风扇的转动等等。
这些物体的圆周运动都遵循着一定的规律。
圆周运动的特点之一是速度是恒定的。
当物体进行圆周运动时，它们的速度会保持不变。
这是因为物体在圆周运动中，其运动方向一直是垂直于半径的切线方向，而速度的大小则由圆周运动的半径和时间决定。
所以，无论物体离圆心远近，其速度都保持不变。
其次，圆周运动的加速度是向心加速度。
当物体进行圆周运动时，它们会受到一个向心的加速度。
这是因为物体在圆周运动中，其运动方向不断改变，而加速度的方向则指向圆心。
向心加速度的大小取决于物体的速度和半径，速度越大，半径越小，向心加速度就越大。
此外，圆周运动还与力学中的概念密切相关。
根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
因此，在圆周运动中，物体所受的向心力也是与物体的质量和向心加速度成正比的。
这个向心力被称为离心力，它的大小等于质量与向心加速度的乘积。
二、天文现象中的圆周运动除了物体运动中的圆周运动，天文现象中也存在着许多圆周运动。
其中最为典型的就是地球的公转和自转。
地球的公转是指地球绕太阳运动一周的运动。
地球绕太阳的轨道是一个椭圆，但由于轨道的离心率较小，所以地球的公转可以近似看作是一个圆周运动。
地球的公转周期为一年，这决定了我们的季节变化和年份的划分。
另外，地球还有自转运动，即地球绕自身轴线旋转的运动。
地球的自转周期为一天，这决定了我们的昼夜交替和时间的划分。
地球自转的轴线倾斜导致了地球的赤道和两极区域温度和光照的差异，进而影响了地球上的气候和生态系统。
《圆周运动在日常生活中的实例》教学设计
《圆周运动在日常生活中的实例》教学设计圆周运动在日常生活中的实例教学设计一、前言在物理学中，圆周运动是人们常见的运动形式之一，也是我们生活中常见的现象，教学时，让学生掌握该运动形式的原因和特点对于研究物理非常有帮助。
二、教学目的1. 理解圆周运动的概念和特征；2. 掌握用公式计算圆周运动的速度和加速度；3. 理解圆周运动在生活中的应用。
三、教学重点和难点- 重点：理解圆周运动的物理规律和公式应用；- 难点：理解圆周运动的各项物理量之间的关系。
四、教学内容和方法1. 教学内容1. 圆周运动的概念和特点；2. 圆周运动的速度和加速度公式；3. 圆周运动在生活中的应用。
2. 教学方法1. 教师讲解；2. 呈现圆周运动的现象，让学生观察和探究；3. 组织实验，让学生实践计算。
3. 教学流程1. 导入：通过生活例子引入圆周运动的概念和特点；2. 讲解：讲解圆周运动的速度和加速度公式；3. 练：组织学生进行计算练；4. 实践：组织实验，让学生实践计算；5. 总结：让学生归纳总结圆周运动的规律和应用。
五、教学评价1. 教学工具1. 内圆直径、外圆直径均为10厘米的小圆盘5个；2. 线密度较大的缆绳若干；3. 夹尺、计时器各一只。
2. 教学评价方法1. 查阅教材，了解学生的掌握程度；2. 组织学生进行小组讨论，让学生运用知识解决实际问题；3. 按一定规则组织小考或考试，考查学生对知识的掌握情况；4. 个别辅导。
六、教学作业1. 复课本内容，熟记相关公式；2. 分析生活中存在的圆周运动，画出示意图，进行简单计算；3. 组织小组讨论，探究圆周运动在实际生活中的应用。
七、教学反思1. 对教学流程的安排需要进一步完善；2. 组织实验时需注意实验条件，确保学生的安全。
八、参考文献1. 张云衙主编. 大学物理（第三版）. 上海：复旦大学出版社，2006.2. 刘垄，等.物理学教育的教与学. 贵州师范大学学报. 2006(08).。
《生活中圆周运动》课件
实例2
在汽车转弯时，驾驶员会减速或调整方向盘来改变汽车 的运动状态，以保持汽车的稳定。
详细描述
向心加速度是指物体在圆周运动过程中，受到指向圆心的加速度，由向心力产生 。向心加速度的大小与向心力的大小成正比，方向始终指向圆心。
02 生活中的圆周运动实例
地球的自转和公转
总结词
地球自转和公转是生活中常见的圆周运动实例，它们对地球上的昼夜交替、四季变化等现象有重要影 响。
详细描述
地球自转是指地球绕自身轴线旋转一周的运动，周期为24小时，是昼夜交替的原因。地球公转是指地 球绕太阳旋转的运动，周期为一年，是四季变化的原因。这两种运动都是圆周运动，对地球上的生命 和自然现象具有重要意义。
利用离心运动原理，通过高速旋转将水分从衣物中甩出。
详细描述
洗衣机在洗涤过程中，内桶高速旋转，带动衣物和水一起做圆周运动。在离心力的作用 下，水被甩向内桶的四周，通过排水孔排出，而衣物则在内桶的中央集中，从而达到脱
水的目的。
旋转木马的离心力
总结词
旋转木马利用离心力将游客稳定在座位上。
详细描述
旋转木马在旋转时，游客和座位一起做圆周 运动，产生向外的离心力。离心力与座位对 游客的约束力相互平衡，使游客能够稳定地
传送带的转动
总结词
传送带在生产和物流中广泛应用，其转动是 圆周运动的一种表现形式。
详细描述
传送带通过主动轮的转动带动从动轮转动， 从而实现物品的传输。在传送过程中，传送 带上的物品以一定的线速度做圆周运动，从 起点传送到终点。传送带的设计和运动原理 体现了圆周运动在生产和物流领域中的应用 价值。
03 圆周运动的向心力
向心力的定义和来源
向心力定义
向心力是指物体受到的力，其作 用效果是使物体沿着圆周或圆弧 路径运动，始终指向圆心。
生活中的圆周运动(优质课)
2
2
FN=G
当堂练习
◆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 由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段 中 的 应是( D ) 圆 A. a处 B. b处 C. c处 D. d处 周 运 c a 动 b d
可能飞离路面的地段应是？
练习
此为火车 转弯时的 设计速度 L h
θ
Fn
θ
r
G
ghr v L
思考: (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：
v 0 ghr L
当v=v0时： 轮缘不受侧向压力, 最安全的转弯速度 当v>v0时：
F弹 F弹
铁路弯道处超速是火车脱 轨和翻车的主要原因
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
N
泸 定 GN mv r 桥 N Gm v
r
当
m
v
2
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。
G
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N的合力提供汽车做圆周运动
外轨对轮缘的弹力F 提供向心力F=F向
2
FN=G
当堂练习
◆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 由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段 中 的 应是( D ) 圆 A. a处 B. b处 C. c处 D. d处 周 运 c a 动 b d
可能飞离路面的地段应是？
练习
此为火车 转弯时的 设计速度 L h
θ
Fn
θ
r
G
ghr v L
思考: (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：
v 0 ghr L
当v=v0时： 轮缘不受侧向压力, 最安全的转弯速度 当v>v0时：
F弹 F弹
铁路弯道处超速是火车脱 轨和翻车的主要原因
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
N
泸 定 GN mv r 桥 N Gm v
r
当
m
v
2
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。
G
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N的合力提供汽车做圆周运动
外轨对轮缘的弹力F 提供向心力F=F向
生活中的圆周运动--讲课比赛精品 课件
FN
F
lv h gr
2
h
θ
mg
研究讨论
若v实 ≠v设会怎样？
v过大时：
外侧轨道与轮之间有弹力
v过小时：
外侧
内侧
内侧轨道与轮之间有弹力 θ
本节小结
掌握研究圆周运动的要点：
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
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
课后讨论
将地球看成一个巨大的拱形桥，在拱形桥 上行驶的汽车只要速度足够大，就可以使压 力为0，此后汽车将做什么运动？
v mg m mg 路面是倾斜的 r ●研究对象？
●轨道平面？ ●受力分析 向心力来源？ ●选择规律，求解问题
二、汽车转弯
重力、支持力和 ●研究对象？ ●轨道平面？ 静摩擦力的合力 ●受力分析 向心力来源？
三、火车转弯
观察汽车和火车车轮的区别
火车车轮有突出的轮缘
三、火车转弯
●研究对象？ 静摩擦力？ ●轨道平面？ ●受力分析 向心力来源？轮缘和轨道之间的弹力 ●选择规律，求解问题
乘客会在“拱形桥”处“跳起来”。
二、汽车转弯
例2、一质量为m汽车在水平路面上的转弯半径 为r，车与水平路面的动摩擦因数为μ，若汽车在 水平弯道上恰好安全转弯，须满足什么条件？ 生活场景再现：在μ和r确定且车速要求 受力分析 提供向心力 较高的情况下，如高速公路或赛车车道转弯 FN 2 处，工程师做了怎样的设计？ Ff Ff
§5.7 生活中的圆周运动
第一课时
情景切入
圆周运动在生活中随处可见。
知识准备
1、物体做圆周运动时，受力有何特点？ 2、向心力的特点： 方向： 指向圆心。
F
lv h gr
2
h
θ
mg
研究讨论
若v实 ≠v设会怎样？
v过大时：
外侧轨道与轮之间有弹力
v过小时：
外侧
内侧
内侧轨道与轮之间有弹力 θ
本节小结
掌握研究圆周运动的要点：
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
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
课后讨论
将地球看成一个巨大的拱形桥，在拱形桥 上行驶的汽车只要速度足够大，就可以使压 力为0，此后汽车将做什么运动？
v mg m mg 路面是倾斜的 r ●研究对象？
●轨道平面？ ●受力分析 向心力来源？ ●选择规律，求解问题
二、汽车转弯
重力、支持力和 ●研究对象？ ●轨道平面？ 静摩擦力的合力 ●受力分析 向心力来源？
三、火车转弯
观察汽车和火车车轮的区别
火车车轮有突出的轮缘
三、火车转弯
●研究对象？ 静摩擦力？ ●轨道平面？ ●受力分析 向心力来源？轮缘和轨道之间的弹力 ●选择规律，求解问题
乘客会在“拱形桥”处“跳起来”。
二、汽车转弯
例2、一质量为m汽车在水平路面上的转弯半径 为r，车与水平路面的动摩擦因数为μ，若汽车在 水平弯道上恰好安全转弯，须满足什么条件？ 生活场景再现：在μ和r确定且车速要求 受力分析 提供向心力 较高的情况下，如高速公路或赛车车道转弯 FN 2 处，工程师做了怎样的设计？ Ff Ff
§5.7 生活中的圆周运动
第一课时
情景切入
圆周运动在生活中随处可见。
知识准备
1、物体做圆周运动时，受力有何特点？ 2、向心力的特点： 方向： 指向圆心。
生活中的圆周运动 课件
出。汽车高速转弯时,若摩擦力不足,汽车会滑出路面。请思考:
(1)水滴飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗?
(2)物体做离心运动的条件是什么?
要点提示(1)水滴飞出、汽车滑出的原因是物体惯性的表现,不是
因为受到了什么离心力,离心力是不存在的。
(2)物体做离心运动的条件是做圆周运动的物体,提供向心力的外
力突然消失或者外力不能提供足够大的向心力。
离圆心且随 v 的增大而减小
v2
(3)当 v= gr时,mg=m r ,FN=0。弹
力出现的临界点
v2
(4)当 v> gr时,FN+mg=m r ,FN 为
压力,指向圆心并随 v 的增大而增
大
画龙点睛 解答竖直平面内圆周运动问题时,首先要分清楚是绳
2
模型还是杆模型,绳模型的临界条件是 mg=m ,即 v=
向心力。
解析:(1)外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力,所
以有
2
F N =m
=
105× 202
400
N=1×105 N。
由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于 1×105 N。
(2)火车过弯道,重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向
心力,如图所示,则
2
mgtan θ=m ,由此可得
3.应用:洗衣机的脱水桶,制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆
等。
4.防止:汽车在公路转弯处必须限速行驶;转动的砂轮、飞轮的转
速不能太高。
火车转弯问题分析
如图为火车车轮的构造及火车转弯时的情景,设火车转弯时的运
动是匀速圆周运动,观察图片并思考:
(1)火车转弯处的铁轨有什么特点?
(2)火车转弯时哪些力提供向心力?
(1)水滴飞出、汽车滑出是因为受到了离心力吗?
(2)物体做离心运动的条件是什么?
要点提示(1)水滴飞出、汽车滑出的原因是物体惯性的表现,不是
因为受到了什么离心力,离心力是不存在的。
(2)物体做离心运动的条件是做圆周运动的物体,提供向心力的外
力突然消失或者外力不能提供足够大的向心力。
离圆心且随 v 的增大而减小
v2
(3)当 v= gr时,mg=m r ,FN=0。弹
力出现的临界点
v2
(4)当 v> gr时,FN+mg=m r ,FN 为
压力,指向圆心并随 v 的增大而增
大
画龙点睛 解答竖直平面内圆周运动问题时,首先要分清楚是绳
2
模型还是杆模型,绳模型的临界条件是 mg=m ,即 v=
向心力。
解析:(1)外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力,所
以有
2
F N =m
=
105× 202
400
N=1×105 N。
由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于 1×105 N。
(2)火车过弯道,重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向
心力,如图所示,则
2
mgtan θ=m ,由此可得
3.应用:洗衣机的脱水桶,制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆
等。
4.防止:汽车在公路转弯处必须限速行驶;转动的砂轮、飞轮的转
速不能太高。
火车转弯问题分析
如图为火车车轮的构造及火车转弯时的情景,设火车转弯时的运
动是匀速圆周运动,观察图片并思考:
(1)火车转弯处的铁轨有什么特点?
(2)火车转弯时哪些力提供向心力?
生活中的圆周运动课件
生活中的圆周运动课 件
目录
CONTENTS
• 圆周运动的基本概念 • 生活中的圆周运动实例 • 圆周运动中的物理量及其关系 • 圆周运动的规律及其应用 • 圆周运动中的能量转化与守恒 • 圆周运动中的趣味实验与挑战活动
01 圆周运动的基本概念
圆周运动的定义
圆周运动是指物体在 平面内绕固定点做圆 周运动。
转动特点
自行车轮的转动方向与踏 板转动方向相反，这是由 于链条的传动关系所致。
应用场景
在日常生活中，自行车是 一种常见的交通工具，其 轮子的转动使得自行车能 够前进。
汽车轮胎的滚动
汽车轮胎滚动原理
汽车轮胎在地面上的滚动也是圆 周运动的一种表现形式。当汽车 行驶时，轮胎与地面之间产生摩
擦力，使得轮胎发生滚动。
旋转的纸杯
将一个纸杯放在旋转的平台上，观察纸杯的旋转速度和稳定性。
旋转的硬币
将一个硬币放在旋转的平台上，观察硬币的旋转速度和稳定性。
旋转的陀螺
将一个陀螺放在旋转的平台上，观察陀螺的旋转速度和稳定性。
挑战活动
设计一个旋转的迷宫
利用圆周运动原理设计一个旋转的迷宫，迷宫中的道路和障碍物随 着迷宫的旋转而移，挑战者需要在迷宫中寻找出口。
角速度
质点在圆周上运动时，单位时间 内转过的弧度（或角度），数值
是ω，单位是rad/s。
周期
质点绕圆心转一圈所需的时间， 数值是T，单位是s。
线速度、角速度、周期之间的关系
线速度与角速度的关系：v = rω，其中r为半径。 角速度与周期的关系：ω = 2π/T。
线速度与周期的关系：v = 2πr/T。
设计一个旋转的球体
利用圆周运动原理设计一个旋转的球体，球体中的小球随着球体的 旋转而移动，挑战者需要在球体中寻找出口。
目录
CONTENTS
• 圆周运动的基本概念 • 生活中的圆周运动实例 • 圆周运动中的物理量及其关系 • 圆周运动的规律及其应用 • 圆周运动中的能量转化与守恒 • 圆周运动中的趣味实验与挑战活动
01 圆周运动的基本概念
圆周运动的定义
圆周运动是指物体在 平面内绕固定点做圆 周运动。
转动特点
自行车轮的转动方向与踏 板转动方向相反，这是由 于链条的传动关系所致。
应用场景
在日常生活中，自行车是 一种常见的交通工具，其 轮子的转动使得自行车能 够前进。
汽车轮胎的滚动
汽车轮胎滚动原理
汽车轮胎在地面上的滚动也是圆 周运动的一种表现形式。当汽车 行驶时，轮胎与地面之间产生摩
擦力，使得轮胎发生滚动。
旋转的纸杯
将一个纸杯放在旋转的平台上，观察纸杯的旋转速度和稳定性。
旋转的硬币
将一个硬币放在旋转的平台上，观察硬币的旋转速度和稳定性。
旋转的陀螺
将一个陀螺放在旋转的平台上，观察陀螺的旋转速度和稳定性。
挑战活动
设计一个旋转的迷宫
利用圆周运动原理设计一个旋转的迷宫，迷宫中的道路和障碍物随 着迷宫的旋转而移，挑战者需要在迷宫中寻找出口。
角速度
质点在圆周上运动时，单位时间 内转过的弧度（或角度），数值
是ω，单位是rad/s。
周期
质点绕圆心转一圈所需的时间， 数值是T，单位是s。
线速度、角速度、周期之间的关系
线速度与角速度的关系：v = rω，其中r为半径。 角速度与周期的关系：ω = 2π/T。
线速度与周期的关系：v = 2πr/T。
设计一个旋转的球体
利用圆周运动原理设计一个旋转的球体，球体中的小球随着球体的 旋转而移动，挑战者需要在球体中寻找出口。
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生活中的圆周运动
--汽车过凹凸桥
南康区第四中学
段青红
1.最低点:
FN
静止时:FN=mg
Ff
F
mg
v 速度为v时: F N mg m r
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.任一点:
静止时:FN=mgcosθ
θ
G
θ
v 速度为v时:FN-mgcosθ m r
2
1.最高点:
N
Ff
静止时:FN=mg
F
mg
v 速度为v时: mg F N m r
一.汽车过凹桥
1.最低点:
FN
Ff
静止时FN=mg
F
mg
2.任一点:
v FN G m r
2
G
θ
1、汽车过拱桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱 桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多 大?
2
2.任一点:
静止时: N=mgcosθ
θ
θ
mg
v 速度为v时: mg N cos m r
2
17．如图，在竖直平面内滑道ABC关于B点对称，且A、 B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到 C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2， 小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑 道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( ) A．t1< t2 B． t1=t2 C．t1> t2 D．无法比较t1、t2的大小
--汽车过凹凸桥
南康区第四中学
段青红
1.最低点:
FN
静止时:FN=mg
Ff
F
mg
v 速度为v时: F N mg m r
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.任一点:
静止时:FN=mgcosθ
θ
G
θ
v 速度为v时:FN-mgcosθ m r
2
1.最高点:
N
Ff
静止时:FN=mg
F
mg
v 速度为v时: mg F N m r
一.汽车过凹桥
1.最低点:
FN
Ff
静止时FN=mg
F
mg
2.任一点:
v FN G m r
2
G
θ
1、汽车过拱桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱 桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多 大?
2
2.任一点:
静止时: N=mgcosθ
θ
θ
mg
v 速度为v时: mg N cos m r
2
17．如图，在竖直平面内滑道ABC关于B点对称，且A、 B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到 C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2， 小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑 道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( ) A．t1< t2 B． t1=t2 C．t1> t2 D．无法比较t1、t2的大小