高中物理第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动课件新人教版
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A、人在最高点和最低点时的向心 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：
1、铁路的弯道
水平面圆周运动
F合＝mg tanθ
Fn=
m
v2
R
v＝ gR tanθ
2、汽车过桥
竖直面圆周运动
凸形桥： 凹形桥：
F压＝mg－m
FN
FN
O
O
FG
GF
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？
车轮的构造
来自百度文库轮缘
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
方案剖析
1、轨道分析
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
+
v2
m 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
圆周轨道运动，正确的是（ C ）
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
当汽F车N及=其0 中时的，物出体现处飞于车完现全象失，重汽状车态做。平抛运动，
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
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
mg
为R，则在最高点汽车
对桥的压力为多大？
若汽车通过拱
解：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
v2
R
F压＝mg
+
m
v2
R
失重 超重
课后思考
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
FN
F合＝mg tanθ
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 1、当 v＞ gR tanθ 时： 2、当 v＜ gR tanθ 时：
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：改变速度的方向。
3、向心力的大小：Fn=
m
v2
R
=mω2R
4、向心力的来源：可力以或由某几一个个力力的的合分力 力、 来某 提一 供个 。
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？
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：
1、铁路的弯道
水平面圆周运动
F合＝mg tanθ
Fn=
m
v2
R
v＝ gR tanθ
2、汽车过桥
竖直面圆周运动
凸形桥： 凹形桥：
F压＝mg－m
FN
FN
O
O
FG
GF
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？
车轮的构造
来自百度文库轮缘
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
方案剖析
1、轨道分析
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
+
v2
m 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
圆周轨道运动，正确的是（ C ）
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
当汽F车N及=其0 中时的，物出体现处飞于车完现全象失，重汽状车态做。平抛运动，
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
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
mg
为R，则在最高点汽车
对桥的压力为多大？
若汽车通过拱
解：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
v2
R
F压＝mg
+
m
v2
R
失重 超重
课后思考
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
FN
F合＝mg tanθ
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 1、当 v＞ gR tanθ 时： 2、当 v＜ gR tanθ 时：
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：改变速度的方向。
3、向心力的大小：Fn=
m
v2
R
=mω2R
4、向心力的来源：可力以或由某几一个个力力的的合分力 力、 来某 提一 供个 。
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？