人教版物理必修2《生活中的圆周运动》课件
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【人教版】高中物理必修二：生活中的圆周运动ppt优秀课件
凸形桥： 凹形桥：
F压＝mg－m
v2
R
F压＝mg +
m
v2
R
失重 超重
课后思考
桥的速度增大， 会出现什么情
况？
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。
mg＝m
v2
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
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
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
FG 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
高中物理必修二教学课件：生活中的圆周运动 (共23张PPT)
8生活中的圆周运动
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
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
Ff
O
FN+mg
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
v2
F =m
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
练习3
R
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，车厢应从 h？ 多高处释放？不计
一切摩擦与阻力。
实际火车车轮与铁轨模型
Ff F1
1、做圆周运动时向心力由 哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间 的弹力的合力提供
2、优点
结构简单，便于实现
Ff
F1
3、缺点
轮缘与铁轨有挤压， 车轮与铁轨都有磨损
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。
FN
G 最高点
a
FN
mgmv2 mg失重 R
FaN’
最低点 G
FN'mgmvR2 mg超重
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做何 种运动？
提供的向心力不足，做离心 运动，离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？
若可能应满足怎样的条件？
火车以半径R= 900 m转弯，火车
FN
质量为8×105kg ，速度为30m/s，
火车轨距l=1.4 m，要使火车通过
弯道时仅受重力与轨道的支持力，
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
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
Ff
O
FN+mg
向心力公式的理解
提供物体做匀速 圆周运动的力
v2
F =m
r
物体做匀速圆周 运动所需的力
练习3
R
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，车厢应从 h？ 多高处释放？不计
一切摩擦与阻力。
实际火车车轮与铁轨模型
Ff F1
1、做圆周运动时向心力由 哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间 的弹力的合力提供
2、优点
结构简单，便于实现
Ff
F1
3、缺点
轮缘与铁轨有挤压， 车轮与铁轨都有磨损
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。
FN
G 最高点
a
FN
mgmv2 mg失重 R
FaN’
最低点 G
FN'mgmvR2 mg超重
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做何 种运动？
提供的向心力不足，做离心 运动，离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？
若可能应满足怎样的条件？
火车以半径R= 900 m转弯，火车
FN
质量为8×105kg ，速度为30m/s，
火车轨距l=1.4 m，要使火车通过
弯道时仅受重力与轨道的支持力，
人教版物理高中必修二《生活中的圆周运动》课件(共20张PPT)
•
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
•
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
•
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
新人教版高中物理必修二《生活中的圆周运动》教学课件PPT
为r甲和r乙,根据牛顿第二定律得:f甲= 由题r甲>r乙,则得到:f甲<f乙。
m
v甲2 r甲
,f乙=
m v乙2 r乙
,
二 汽车过拱形桥 1.汽车通过拱形桥的最高点时的情况: 如图所示,设汽车质量为m,桥面的圆弧半径为r,汽车通 过桥面最高点时速率为v。
汽车过拱桥最高点时,重力mg和支持力FN都沿竖直方向, 它们的合力是汽车做圆周运动的向心力,由牛顿第二定
汽车对桥的压力大于
汽越车大的重力,而且汽车
速度越大,对桥的压力 _____
三、航天器中的失重现象 【思考】 物体放在水平桌面上,它会对桌面产生压力;如果航天 器绕地球做圆周运动,那么航天器中的物体会对航天器 产生压力吗?
提示:航天器中的物体不会对航天器产生压力。
1.向心力分析:宇航员受到的_地__球__引__力__与_座__舱__对__他__的__ _2支_._失持_重_力_状_的态合:当力v为=他__提__供_时向,心座力舱。对_宇m_g_航-_F_员N=的m支vR2 持。力为零, 宇航员处于完全失重R状g 态。
【典例示范】 (多选)在设计水平面内的火车轨道的转弯处时,要设计 为外轨高、内轨低的结构,即路基形成一外高、内低的 斜坡(如图所示),内、外两铁轨间的高度差在设计上应 考虑到铁轨转弯的半径和火车的行驶速度大小。若某 转弯处设计为当火车以速率v通过时,内、外两侧铁轨
所受轮缘对它们的压力均恰好为零。车轮与铁轨间的 摩擦可忽略不计,则下列说法中正确的是 ( )
讨论: (1)高速列车转弯处的铁轨有什么特点以及转弯时哪些 力提供向心力? (科学思维) 提示:转弯处铁轨外高内低;转弯时由重力和支持力的 合力提供向心力。
(2)高速列车转弯时速度过大或过小,会对哪侧的轨道 有侧压力? (科学思维) 提示:①速度过大,对外侧轨道有侧压力。 ②速度过小,对内侧轨道有侧压力。
人教版高中物理必修二 (生活中的圆周运动)圆周运动教学课件
如图所示，光滑水平面上，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( ) 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 C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动
F合＝mgtan α r＝lsin α
由牛顿第二定律得
F合＝mω2r 以上三式联立得
c osα＝g2l
由此可以看出，缆绳与中心轴的夹角跟“旋转秋千”的角
速度和绳长有关，而与所乘坐人的体重无关．
向心力：做圆锥摆运动的小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力 是由其受到的重力和悬线拉力T的合力F合提供，
F合＝mgtanα 动力学方程
谢谢聆听
第五章 抛 体 运 动
实验：探究平抛运动的特点
新知导学
一、实验思路 1.思路:把复杂的曲线运动分解为不同方向上的两个相对简单的直线运动. 2.平抛运动的分解方法 (1)平抛运动的特点 物体是沿着水平方向抛出的,在运动过程中只受到竖直向下的重力作用. (2)分解方法 分解为水平方向的分运动和竖直方向的分运动.
“旋转秋千”的运动可简化为圆锥摆模型，当小球在水平面 内做圆周运动时，回答下列问题： (1)小球受到几个力的作用？什么力提供小球做圆周运动的 向心力？ (2)小球在水平方向上有无加速度？在竖直方向有无加速度？ (3)“旋转秋千”缆绳与中心轴的夹角与所乘坐人的质量有 关吗？
设绳长为l，小球的质量为m，缆绳与中心轴的夹角为α， 匀速圆周运动的角速度为ω
生活中的圆周运动
火车转弯
火车转弯时的运动是圆周运动 分析火车的运动回答下列问题
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？
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
【人教版】高中物理必修二：生活中的圆周运动ppt精品课件
课标 点击
1．能分析具体问题中向心力的来源，解决生活中 的圆周运动问题．
2．了解航天器中的失重现象及其原因． 3．了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道 离心运动的应用和危害．
课前
导 读 一、铁路的弯道
1．火车转弯时的运动特点．
火车转弯时做的是_圆__周_____运动，因而具有向心加速 度，需要_向__心__力___．
提供(支持力为零)，则据向心力公式Fn＝mg＝m
v2 R
得，v＝
gR (R为圆周半径)，故汽车是否受拱桥顶作用力的临界条
件为：v临＝ gR，此时汽车与拱桥顶无作用力．
(1)当v<v临时，mg<m
v2 R
，车受到桥顶的支持力FN，mg
－FN＝mvR2，故FN＝mg－mvR2.
知识 解惑
(2)当v≥v临时，mg≤mvR2，车不受桥顶的支持力，
问题 探究
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，火车转弯的规定速度为v0，由上页图所示力的合成得
向心力为F合＝mgtan
θ ≈mgsin
θ
＝mg
h L
(θ较小时，sin
θ≈
tan θ )， 由牛顿第二定律得：F合＝mvR02， 所以mgLh＝mvR02，
即火车转弯的规定速度v0＝
凹形桥
受力分析图
以a方向为正方 向，根据牛顿第
二定律列方程
mg－FN1＝m FN1＝mg－m
FN2－mg＝m FN2＝mg＋m
牛顿第三定律
FN1′＝FN1＝ mg－m
FN2′＝FN2＝ mg＋m
讨论
v增大，FN1′减小， v增大，FN2′增大，
当v增大到时，
人教版高一物理必修第二册：生活中的圆周运动课件
27
总结：(1) V=0是小球是否过最高点的临界条件。
28
【例题2】用一轻杆拴着质量为m的物体,在竖直平面内做 圆周运动,则下列说法正确的是( ABD)A.小球过最高点时,杆子的张力可以为零B.小球过最高点时的最小速度为零C.小球刚好过最高点是的速度是 D.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
【例题3】长度为0.5m的轻质细杆， A端有一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所 示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2 ，则
此时轻杆OA将( B )A．受到6.0N的拉力 B．受到6.0N的压力 C．受到24N的拉力 D．受到54N的拉力
30
小结：圆周运动问题实质是牛顿定律的在曲线运动中的应用。 解决圆周运动问题的关键是对 作圆周运动的物体进行受力分 析，找到指向圆心的合力(可 以是一个力或几个力的合力) 即向心力。
Nα
mg
α
d
h
13
圆四、火车以某一速度v通过某弯道时，关于内、外轨道受侧压力 作用情况，下面分析正确 的是 (BC)A.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行 轨道平面向内B.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行 轨道平面向外C.当火车质量改变时，安全速率也将改变
D. 以上三种说法都是错误的
14
四、离心运动1．离心运动定义：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 的情况下，就做逐渐远 离圆心的运动。这种运 动叫做离心运动。
15
对离心运动的进一步理解当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动； 当F= 0时， 物体沿切线方向飞出； 当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心； 当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心。
总结：(1) V=0是小球是否过最高点的临界条件。
28
【例题2】用一轻杆拴着质量为m的物体,在竖直平面内做 圆周运动,则下列说法正确的是( ABD)A.小球过最高点时,杆子的张力可以为零B.小球过最高点时的最小速度为零C.小球刚好过最高点是的速度是 D.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
【例题3】长度为0.5m的轻质细杆， A端有一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所 示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2 ，则
此时轻杆OA将( B )A．受到6.0N的拉力 B．受到6.0N的压力 C．受到24N的拉力 D．受到54N的拉力
30
小结：圆周运动问题实质是牛顿定律的在曲线运动中的应用。 解决圆周运动问题的关键是对 作圆周运动的物体进行受力分 析，找到指向圆心的合力(可 以是一个力或几个力的合力) 即向心力。
Nα
mg
α
d
h
13
圆四、火车以某一速度v通过某弯道时，关于内、外轨道受侧压力 作用情况，下面分析正确 的是 (BC)A.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行 轨道平面向内B.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行 轨道平面向外C.当火车质量改变时，安全速率也将改变
D. 以上三种说法都是错误的
14
四、离心运动1．离心运动定义：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 的情况下，就做逐渐远 离圆心的运动。这种运 动叫做离心运动。
15
对离心运动的进一步理解当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动； 当F= 0时， 物体沿切线方向飞出； 当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心； 当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心。
【人教版】高中物理必修二：生活中的圆周运动ppt课件
心力，这样铁轨和车轮极易受损。 • (2)实际上，铁路的转弯处外轨略高于内轨，铁轨对火车的支持力不是
竖直向上的，而是斜向弯道的__________内侧，铁轨对火车的________ห้องสมุดไป่ตู้_ 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。
(1)若 F 合＝mrω2 或 F 合＝mrv2，物体做匀速圆周运动，即 “提供”满足“需要”。
(2)若 F 合>mrω2 或 F 合>mrv2，物体做半径变小的近心运动， 即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。
高点时，如果突然松手，会发生什么现象？
铁路的弯道
• 1.火车在弯道上的运动特点 • 火车在弯道上运动时做__________圆周运动，因而具有__________向心加
速度，由于其质量巨大，需要很大的__________向心力。
• 2．向心力来源 • (1)如果转弯处内外轨一样高，则由__________外轨对轮缘的弹力提供向
• 2．物体做离心运动的条件
• 做圆周运动的物体，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能 提供足够的向心力时，物体做远离圆心的运动，即离心运动。
• 3．离心运动的受力特点 • 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”也是由效果命名的，实际并不存在。 • 4．合外力与向心力的关系(如图)
拱形桥
• 1.运动特点 • 汽车过拱形桥时做__________圆周运动，因而具有__________向心加速度，
需要向心力。 • 2．向心力来源 • 汽车过拱形桥运动至最高(低)点时，__________重力和__________支持力
竖直向上的，而是斜向弯道的__________内侧，铁轨对火车的________ห้องสมุดไป่ตู้_ 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。
(1)若 F 合＝mrω2 或 F 合＝mrv2，物体做匀速圆周运动，即 “提供”满足“需要”。
(2)若 F 合>mrω2 或 F 合>mrv2，物体做半径变小的近心运动， 即“提供过度”，也就是“提供”大于“需要”。
高点时，如果突然松手，会发生什么现象？
铁路的弯道
• 1.火车在弯道上的运动特点 • 火车在弯道上运动时做__________圆周运动，因而具有__________向心加
速度，由于其质量巨大，需要很大的__________向心力。
• 2．向心力来源 • (1)如果转弯处内外轨一样高，则由__________外轨对轮缘的弹力提供向
• 2．物体做离心运动的条件
• 做圆周运动的物体，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能 提供足够的向心力时，物体做远离圆心的运动，即离心运动。
• 3．离心运动的受力特点 • 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”也是由效果命名的，实际并不存在。 • 4．合外力与向心力的关系(如图)
拱形桥
• 1.运动特点 • 汽车过拱形桥时做__________圆周运动，因而具有__________向心加速度，
需要向心力。 • 2．向心力来源 • 汽车过拱形桥运动至最高(低)点时，__________重力和__________支持力
人教版高中物理必修2 57 生活中的圆周运动 课件(共31张PPT)
分别为2m、m、m的
A、B、C放在水平的
圆盘上，随圆盘在水
平面内做圆周运动， 转动半径分别为r、r、
A
C B
2r，当转速逐渐增大
时，问哪一个物体首
先开始滑动.
物体做匀速圆周运动时
N f静
A mg
BC
当物体刚好滑动时
∴物体能否滑动与m无关,r大的易滑动， 故C物体首先开始滑动.
2、如图已知：A、B、C三球质量相等，A、 B将OC三等分. 求：OA、AB、BC三段绳 所受拉力之比.
F合 F向
mgtan =m v2
N No Image
R
F
tan h
L
v gR tan
h No
gRh / LLImage
火车拐弯应以规定速度行驶
当火车行驶速率v>v规定时，
外轨对轮v缘2 有侧压力； F向心当力内火轨车对m行轮驶R缘速有率侧v<F压v合规力定。时，mg
tan
N
N
N’
N’
G
G
火车行驶速率v>v规定 火车行驶速率v<v规定时
1、如图所示，轻杆长3L，转轴O距A点 距离为L，两端分别固定着小球A、B，A和B 球质量分别为m、2m，整个装置在竖直平面 内做圆周运动，当杆绕O转动到某一速度时， A球到达最高点，此时球A与杆之间恰好无相 互作用力，求此时O轴所受力大小和方向。
A
O
方向：向下
T=6mg
B
生活中的圆周运动
分析做圆周运动的物体受力情况
察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二6时6分43秒18:06:439 November 2021 8、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。下午6时6分
《生活中的圆周运动》圆周运动PPT优秀课件-人教版高中物理必修二PPT课件
科学课件：/keji an/kexue/ 物理课件：www.1ppt.c om/keji an/wuli /
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火车转弯略高于内侧半径规定的行驶速度重力g和弹力f的合力拱形桥汽车过拱形桥汽车过凹形桥受力分析向心力结论汽车对桥的压力汽车的重力而且汽车速度越大对桥的压力汽车对桥的压力汽车的重力而且汽车速度越大对桥的压力mgm小于越小大于越大航天器中的失重现象1
第六章圆周运动
学习目标
1．会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际运动问题中向心力的来源, 能 解决生活中的圆周运动问题． 2．了解航天器中的失重现象及原因． 3．了解离心运动及物体做离心运动的条件, 知道离心运动的应用及危 害．
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《生活中的圆周运动》圆周运动PPT优质课件-人教版高中物理必修二PPT课件
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2．圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨, 但火车在行驶过程中, 重心高度不变, 即火车的重心轨迹在同一水平面内, 火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向 圆心。
3．向心力的来源分析:火车速度合适时, 火车受重力和支持力作用, 火车转弯所需 的向心力完全由重力和支持力的合力提供, 合力沿水平方向, 大小F＝mgtan θ。
生活中的圆周运动
1
核心素养目标
物理观念 失重现象、离心现象和物体做离心运动的条件。
1.通过观察模型了解火车车轮的特点，会分析火车转弯时向心力的 来源。 科学思维 2.通过对向心力公式的推导分析汽车过拱形桥和凹形路面的最低点 时的受力、理解航天器中的失重现象。
科学态度 分析生产、生活和航天科技中的圆周运动现象，培养学生运用概念、 与责任 规律解释现象和解决问题的能力，增强责任心和使命感。
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4.规定速度分析：若火车转弯时只受重力和支持力作用，不受轨道压力，则 mgtan θ ＝mvR20，可得 v0＝ gRtan θ。(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)
5．轨道压力分析 (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弹力的合力提供, 此时火车对内、外轨道无挤压作用。 (2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时, 火车所需向心力不再仅由重力和弹力 的合力提供, 此时内、外轨道对火车轮缘有挤压作用, 具体缘有侧压力。 ②当火车行驶速度v<v0时, 内轨道对轮缘有侧压力。
2
知识点一火车转弯 [观图助学]
火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗?火车转弯的向心力来源是什么?火车的车轮设 计有什么特点?
3
1． 火 车 在 弯 道 上 的 运 动 特 点 : 火 车 转 弯 时 实 际 是 在 做 ___圆__周__运__动___ , 因 而 具 有 __向__心___加速度, 由于其质量巨大, 需要很大的向心力。
2．圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨, 但火车在行驶过程中, 重心高度不变, 即火车的重心轨迹在同一水平面内, 火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向 圆心。
3．向心力的来源分析:火车速度合适时, 火车受重力和支持力作用, 火车转弯所需 的向心力完全由重力和支持力的合力提供, 合力沿水平方向, 大小F＝mgtan θ。
生活中的圆周运动
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核心素养目标
物理观念 失重现象、离心现象和物体做离心运动的条件。
1.通过观察模型了解火车车轮的特点，会分析火车转弯时向心力的 来源。 科学思维 2.通过对向心力公式的推导分析汽车过拱形桥和凹形路面的最低点 时的受力、理解航天器中的失重现象。
科学态度 分析生产、生活和航天科技中的圆周运动现象，培养学生运用概念、 与责任 规律解释现象和解决问题的能力，增强责任心和使命感。
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4.规定速度分析：若火车转弯时只受重力和支持力作用，不受轨道压力，则 mgtan θ ＝mvR20，可得 v0＝ gRtan θ。(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)
5．轨道压力分析 (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弹力的合力提供, 此时火车对内、外轨道无挤压作用。 (2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时, 火车所需向心力不再仅由重力和弹力 的合力提供, 此时内、外轨道对火车轮缘有挤压作用, 具体缘有侧压力。 ②当火车行驶速度v<v0时, 内轨道对轮缘有侧压力。
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知识点一火车转弯 [观图助学]
火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗?火车转弯的向心力来源是什么?火车的车轮设 计有什么特点?
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1． 火 车 在 弯 道 上 的 运 动 特 点 : 火 车 转 弯 时 实 际 是 在 做 ___圆__周__运__动___ , 因 而 具 有 __向__心___加速度, 由于其质量巨大, 需要很大的向心力。
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1、做圆周运动的物体一旦向心力突然消失，它 会怎样运动？为什么？
2、如果物体受到的合外力不足以提供向心力， 它会怎样运动？为什么？ Nhomakorabea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。这种运动 叫做离心运动。
物体做离心运 动的条件：
解决办法
N
F
θ
θ
合
mg 如果实际速度太大,
如果实际速度太小, 外 轨对轮缘有侧压力 内 轨对轮缘有侧压力
汽车过桥
FN
拱形桥
V
R
mg
v FN m g m m g R
2
例1、有一辆质量m为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m 的拱桥。（g取10m/s2） （1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多 大？ （2）汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而 腾空？ （3）汽车对地面的压力过小是不安全的.因此从这个角 度讲，汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速， 拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
2 v mg－FN＝m r 2 v FN ＝mg－m r
当 v＝ gr 时，座舱对航天员的支持力FN＝0 ， 航天员处于完全失重。
正是由于地球引力的存 在，才使航天器连同其 中的人和物体绕地球做 圆周运动。
有人把航天器失重的原 因说成是它离地球太远从 而摆脱了地球引力，这种 说法对吗？
交流讨论：
交流讨论；
人民教育出版社
物理 必修2
5.7 生活中的圆周运动
过山车
摩天轮
旋转椅
汽车过拱桥
火车转弯
火车水平转弯时情况分析(内外轨道 一样高)
F向心力的来源 由外侧轨道对车轮轮
mv 2 缘的挤压力F提供,F= R
FN
F
mg
弊端分析
火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与 外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径Ｒ一样，汽车要 在地面上腾空，速度要多大？（已知地球半径为6400km ）
航天器中的失重现象
航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的 大小为v ，轨道半径近似等于地球半径r，航天员受到 的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg 。试计算 航天员受到的座椅对他的支持力。
F合 0或 F合 mr
2
离心运动的应用： 离 心 脱 水
离心制管技术
离 心 分 离
离心运动的危害及防止
1）汽车、火车转弯时速度太快会离 心运动而翻车;防止办法：减速、路 面（轨道）筑成外高内低的斜坡。 2）高速转动的砂轮和飞轮破裂;限速度
水流星：
FN
G
总结回顾：
作业： 根据本节所学内容，会解释生活中遇到 的圆周运动。