圆周运动实例分析报告
圆周运动实列分析
圆周运动应用实例类型一生活中的圆周运动1.生活中的圆周运动实际例子（火车转弯，汽车过桥，圆锥摆，离心运动）2.分析程序1．运动分析(面，心，径)--同时注意需要求的物理量。
2．受力分析，沿半径方向的力提供向心力，沿着切线方向的力提供切线加速度。
3．列方程（半径方向和垂直半径方向）4．求解（注意牛三及矢量方向两个考点）1，如图所示，在自行车后轮轮胎上粘附着一块泥巴．现将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴被甩下来．图中四个位置泥巴最容易被甩下来的是()A．a点B．b点C．c点D．d点2，铁路弯道的转弯半径为R，内、外轨的高度差为h，两轨的宽度为L.若要使质量为M的火车安全通过此弯道，火车的限制速度v0为多大？3，世界一级方程式锦标赛新加坡大奖赛赛道单圈长5.067公里，共有23个弯道，如图所示，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，则以下说法正确的是()A．是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘才造成赛车冲出跑道的B．是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时加速才造成赛车冲出跑道的C．是由于赛车行驶到弯道时，运动员没有及时减速才造成赛车冲出跑道的D．由公式F＝mω2r可知，弯道半径越大，越容易冲出跑道4,假设一辆质量m＝2.0 t的小轿车，驶过半径R＝90 m的一段圆弧形桥面，重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)若桥面为凹形，汽车以20 m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？5，中央电视台《今日说法》栏目曾报道过一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的事故．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是()A ．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车速太慢B ．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C ．公路在设计上可能内(东)高外(西)低D ．公路在设计上可能外(西)高内(东)低6，火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定．若在某转弯处规定行驶的速度为v ，则下列说法中正确的是 ( )A ．当火车以v 的速度通过此弯路时，火车所受重力与轨道面支持力的合力提供向心力B ．当火车以v 的速度通过此弯路时，火车所受重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C ．当火车速度大于v 时，轮缘挤压内轨D ．当火车速度小于v 时，轮缘挤压外轨7，一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s ，车对桥顶的压力为车重的34如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速度至少为 ( ) A ．15 m/s B ．20 m/s C ．25 m/sD ．30 m/s类型二 竖直面内圆周运动的临界问题分析8，如图所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O .现给球一初速度，使球和杆一起绕O 轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则F ( ) A ．一定是拉力B ．一定是推力C ．一定等于零D ．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 方法归纳 竖直面内圆周运动的解题技巧(1)求解时先分清是绳模型还是杆模型，抓住绳模型中最高点v ≥gr 及杆模型中v ≥0这两个条件，然后利用牛顿第二定律求解． (2)注意题目中“恰好通过”等关键词语．9，如图所示，质量为m 的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的边长略大于小球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内以O 点为圆心做半径为R 的匀速圆周运动，已知重力加速度为g ，空气阻力不计．则：(1)若要使盒子运动到最高点时与小球之间恰好无作用力，则该同学拿着盒子做匀速圆周运动的周期为多少？(2)若该同学拿着盒子以第(1)问中周期的12则当盒子运动到如图所示的位置(球心与O 点位于同一水平面上)时，小球对盒子的哪些面有作用力，作用力大小分别为多少？10．如图4－3－11所示，倾角30°的斜面连接水平面，在水平面上安装半径为R 的半圆竖直挡板，质量为m 的小球从斜面上高为R /2处静止释放，到达水平面恰能贴着挡板内侧运动。
圆周运动的实例分析
物体沿圆的内轨道运动
A
mg
N
N
N
【例题5】质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道的压力大小为（ ） 0 mg 3mg 5mg
C
2、轻杆模型
五、竖直平面内圆周运动
质点被一轻杆拉着在竖直面内做圆周运动
质点在竖直放置的光滑细管内做圆周运动
过最高点的最小速度是多大?
V=0
Ｌ
R
【例题6】用一轻杆栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是（ ） A.小球过最高点时,杆的张力可以为零 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,杆对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
BD
【例题4】如图所示，火车道转弯处的半径为r，火车质量为m，两铁轨的高度差为h（外轨略高于内轨），两轨间距为L(L>>h)，求： 火车以多大的速率υ转弯时，两铁轨不会给车轮沿转弯半径方向的侧压力？ υ是多大时外轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？ υ是多大时内轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？
四、汽车过拱形桥
T
mg
T
mg
过最高点的最小速度是多大?
O
【例题1】如图所示,一质量为m的小球用长为L的细绳悬于O点,使之在竖直平面内做圆周运动,小球通过最低点时速率为v,则小球在最低点时细绳的张力大小为多少? O mg T
【例题2】用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R。则下列说法正确的是 A.小球过最高点时,绳子的张力可以为零 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,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
圆周运动的实例分析
圆周运动的实例分析圆周运动是指物体在固定圆周上做匀速旋转的运动。
它在生活中有着广泛的应用，例如车轮的旋转、地球绕太阳的公转等。
本文将通过分析两个具体实例来说明圆周运动的特点和应用。
实例一：车轮的旋转当车辆行驶时，车轮就会以一个轴为中心进行匀速旋转，这就是典型的圆周运动。
车轮的旋转不仅能够驱动车辆前进，还可以改变行驶方向。
根据牛顿第一定律，车轮受到的作用力与向心加速度成正比。
当车辆加速时，作用力增加，车轮的旋转速度也会增加，从而使车辆更快地行驶。
相反，当车辆减速或停止时，车轮的旋转速度也会相应减小或停止。
这种以车轮为例的圆周运动，为我们提供了便利的交通工具。
实例二：地球绕太阳的公转地球围绕太阳做匀速的圆周运动，这就是地球的公转。
这种公转使地球维持着相对稳定的轨道，保持了恒定的距离和倾斜角度，从而使我们能够有四季的交替和昼夜的变化。
地球公转的轨迹是一个近似于椭圆的轨道，太阳位于椭圆焦点之一。
地球公转的周期是365.24天，也就是一年的长度。
这个周期的长短决定了季节的变化和地球上生物的繁衍。
除了以上两个实例，圆周运动还广泛应用于其他领域。
例如，在工程中，我们常常需要使用电机来驱动各种设备的旋转，如风扇、洗衣机等。
这些旋转运动都是圆周运动的实例。
在体育竞技中，篮球、足球等球类运动都有着明显的圆周运动特点。
球员的投篮和射门都需要进行准确的角度和力度的控制，以确保球能够按照预定的轨道运动。
总之，圆周运动在我们的生活中随处可见，它是物体在固定圆周上做匀速旋转的运动。
不仅在自然界中存在着典型的实例，如车轮的旋转和地球的公转，而且在我们的日常生活和工程技术中也广泛应用。
圆周运动的特点和应用使得我们的生活更加便利、丰富多样，并为科学研究和技术发展提供了基础。
圆周运动实例分析
圆周运动实例分析圆周运动是一种物体绕固定轴旋转的运动方式，它在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
下面将以多种实例来分析圆周运动。
实例一：地球公转地球绕着太阳公转是一个经典的圆周运动实例。
地球绕着太阳运动的轨道近似为一个椭圆，但是由于地球到太阳的距离相对较远，可以近似为一个圆周运动。
地球与太阳之间的重力提供了地球公转的向心力，使得地球保持在固定的轨道上。
这个圆周运动的周期为一年，即将地球绕公转一周所需要的时间。
实例二：卫星绕地球运动人造卫星绕地球运动也是一个常见的圆周运动实例。
卫星在地球轨道上运行时，地球的引力提供了卫星运动所需的向心力，使得卫星保持在圆周轨道上。
卫星的圆周运动速度称为轨道速度，是卫星绕地球一周所需的时间和轨道的半径所决定的。
实例三：风车旋转风车旋转也可以看作是一种圆周运动。
当风吹来时，风叶会受到风的力推动，从而开始转动。
风叶的运动轨迹是一个近似于圆周的曲线。
旋转的轴心是固定的，风向则决定了旋转的方向。
风车的旋转速度取决于风的强度和风叶的设计。
实例四：车轮滚动车轮的滚动也可以看作是一种圆周运动。
当车轮开始滚动时，轮胎与地面之间的摩擦力提供了一个向心力，使得车轮保持在一条直线上。
我们可以观察到车轮的外侧速度较大，而内侧速度较小，这是因为车轮在滚动过程中，中心处的点相对于半径较大的外侧点要走更长的路程。
实例五：转盘游乐设备转盘游乐设备也是一个典型的圆周运动实例。
当转盘开始旋转时，内侧的座椅相对于外侧的座椅要经历一个更小的半径，因此内侧的座椅速度较小，而外侧的座椅速度较大。
这种圆周运动会给乘坐者带来旋转的感觉，增加乘坐的刺激性。
总的来说，圆周运动在日常生活和科学研究中非常常见，上述实例仅仅是其中的几个例子。
人们通过对圆周运动的观察和研究，不仅可以深化对运动规律的理解，还可以为工程设计和科学实验提供有价值的参考。
3圆周运动的实例分析
3圆周运动的实例分析圆周运动是物体在绕着固定轴线做旋转运动的一种形式。
在自然界和科学实验中，圆周运动是非常常见的现象。
本文将通过分析三个实例来说明圆周运动的特点和应用。
第一个实例是地球围绕太阳的公转。
地球每年绕着太阳做一圈，形成一个近似椭圆的轨道。
这个运动符合圆周运动的特征：地球始终围绕着太阳旋转，轴线是固定不变的。
地球的公转速度恒定且方向一致，因此地球与太阳之间的距离也是保持不变的。
这个实例的重要应用是确定地球的运行轨道和计算地球公转的时间。
第二个实例是电子在原子核周围的轨道运动。
原子核带正电荷，电子带负电荷，它们之间形成静电力。
因此，电子会受到中心力的作用，绕着原子核做圆周运动。
这个实例也符合圆周运动的特点：电子的运动轨道是固定的，轴线是静止的原子核。
电子的速度恒定且方向一致，因此距离原子核的距离保持不变。
这个实例的重要应用是解释原子的结构和性质。
第三个实例是汽车在直道上行驶时的转弯运动。
当汽车在直道上行驶时，可以看作是做着圆周运动。
汽车的轮胎信号和地面之间会产生摩擦力，并提供一个向心力。
这个向心力使汽车沿着弯道做圆周运动。
这个实例也符合圆周运动的特点：汽车的运动轨道是固定的，轴线是路面。
汽车的速度恒定且方向一致，因此转弯时，汽车与弯道之间的距离保持不变。
这个实例的重要应用是研究汽车的制动和转向性能。
总结起来，圆周运动是一种常见的物理现象，在自然界和科学实验中有广泛的应用。
地球围绕太阳的公转、电子在原子核周围的轨道运动和汽车在直道上行驶时的转弯运动都是典型的圆周运动实例。
通过分析这些实例，我们可以深入了解圆周运动的特点和应用。
匀速圆周运动的实例分析
匀速圆周运动的实例分析匀速圆周运动的实例分析一. 教学内容：匀速圆周运动的实例分析二. 具体知识：知识点1 火车、汽车、飞机等的转弯1. 火车转弯（1）火车车轮的结构特点火车的车轮有凸出的轮缘，且火车在轨道上运行时，有凸出轮缘的一边在两轨道内侧，这种结构特点，主要是有助于固定火车运动的轨迹（如图所示）。
（2）如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力，如图所示，但火车质量太大，单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。
（3）如果在转弯处使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，这就减轻了轮缘与外轨的挤压，在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力的合力来提供（如图所示）。
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，由图得向心力为，由牛顿第二定律得，所以。
即火车转弯的规定速度。
（4）对火车转弯时速度与向心力的讨论a. 当火车以规定速度转弯时，等于向心力，这时轮缘与内、外轨均无侧压力。
b. 当火车转弯速度时，小于向心力，外轨向内挤压轮缘，提供侧压力，与共同充当向心力。
c. 当火车转弯速度时，大于向心力，内轨向外挤压轮缘，产生的侧压力与共同充当向心力。
2. 汽车转弯在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力，是由车轮与路面间的静摩擦力提供的，即，因为静摩擦力最大不能超过最大静摩擦力，故要求车子转弯时，车速不能太大和转弯半径不能太小。
思考：在高速公路的转弯处，路面造得外高内低是什么原因？3. 飞机转弯飞机在空中转弯时，其机翼是倾斜的，飞机受到竖直向下的重力和垂直于机翼的升力作用，其合力提供转弯所需要的向心力。
2.3圆周运动实例分析(用)
为m的小球，将小球拉离竖直位
置，使悬线与竖直方向成α角，
给小球一根初速度，使小球在水
平面内做圆周运动，悬线旋转形
成一个圆锥面，这种装置叫做圆
锥摆。
【思考】 α角与哪些因素有关？
例题： 小球做圆锥摆运动时细绳长L，与竖直方向成α角，
求小球做匀速圆周运动的周期T。
解：对小球受力分析如图所示，则有：
《分层训练》P96第4、5、6题。
1、离心干燥器的金属网笼
利用离心运动把附着在物
体上的水分甩掉的装置
当网笼转得比较慢时，
解释：
水滴跟物体的附着力F 足以
提供所需的向心力F 使水滴
F<mrω 2
F
做圆周运动。当网笼转得比
o
较快时，附着力 F 不足以提
供所需的向心力 F，于是水滴
做离心运动，穿过网孔，飞
乘坐人的体重无关，在绳长
一定的情况下，角速度越大
则缆绳与中心轴的夹角也越
大。
想一想，怎么样求
T
出它的运动周期？
2
l cos
=2
g
【巩固练习】《步步高笔记》P23例2、P25第3题、《分层训练》
P95第8-10题
三、火车转弯 1.火车车轮的结构：
（1）火车转弯处内外轨无高度差
N
即临界速度）v0= ？
解：由题意，对火车受力分析并由牛顿第二
定律有：
2
v0
mgtanα = m
R
N
α
v0 gR tan
由于α很小，则可近似地认为：
Rgh
h
tanα ≈ sinα= 故有：v0
d
圆周运动实例分析的全面分析
圆周运动实例分析的全面分析圆周运动指的是物体沿着一条固定半径的圆周路径进行运动。
在物理学中，圆周运动是一种常见的运动形式，涉及到转速、角度、力的作用等多个因素。
下面我们将以钟摆和行星绕太阳的运动为例，对圆周运动的全面分析进行说明。
一、钟摆的圆周运动钟摆是一种简单的圆周运动示例，其中重物连接到一个固定点，并通过绳子或杆支撑。
钟摆的运动是一个反复来回摆动的运动，具体分析如下：1.转速：钟摆的转速指的是摆动的快慢程度，可以通过摆动的周期来衡量。
周期定义为钟摆从一个极端位置运动到另一个极端位置所需的时间。
转速与摆动的周期成反比，即转速越大，周期越短。
2.角度：钟摆的运动可以通过摆角来描述，摆角是摆锤与竖直方向的夹角。
在理想情况下，钟摆的摆角保持不变。
当摆角小于摆锤所能达到的最大角度时，钟摆会产生稳定的圆周运动。
3.力的作用：钟摆的圆周运动由重力产生的恢复力驱动。
当钟摆从最高点开始运动时，它受到重力的作用而加速下降。
在达到最底点后，重力会使钟摆发生反向运动，并且带有一定缓冲，然后又开始往返。
这是一个周期性的过程，重力提供了必要的力来维持钟摆的圆周运动。
二、行星绕太阳的圆周运动行星绕太阳的运动是一个更加复杂的圆周运动示例，涉及到引力、转动力矩等因素。
具体分析如下：1.引力：行星绕太阳的圆周运动是由太阳的引力驱动的。
根据开普勒定律，行星和太阳之间的引力使行星沿椭圆形轨道运动。
当行星沿着椭圆的一条较短的轴运动时，其速度较快；而当行星沿着较长轴运动时，速度较慢。
2.动量守恒：根据角动量守恒定律，行星绕太阳的圆周运动可以通过转动力矩来描述。
行星的角动量保持不变，因此在运动过程中，行星围绕太阳的速度和轨道半径成反比。
当行星靠近太阳时，速度增加，而当行星离太阳较远时，速度减小。
3.公转周期：行星围绕太阳的圆周运动的周期称为行星的公转周期。
公转周期与行星到太阳的距离有关，根据开普勒第三定律，公转周期的平方与行星到太阳的平均距离的立方成正比。
圆周运动的实例分析
解答： 由地面对 车的静摩擦力 提供 有关系，倾 斜度越大，向心 力越大
课堂练习：
1、用绳系一个小球，使它在光滑水平桌面上 做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？有人 说，受4个力的作用：重力、桌面的支持力、 绳的拉力、向心力。这种分析对吗？为什么？
不对，受三个力作用
向心力（绳的拉力）是它们的合力
O
FN
O
O
F
G
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子 的拉力的合力提供。
F 向= F 合= F
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向 心力的来源?
ω
FN
Ff
G 物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支 持力。
• 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
一、竖直面内的圆周运动 1、“轻绳”模型（均是没有支撑的小球）
2、“轻杆”模型（均是有物体支撑的小球）
1、“轻绳”模型（均是没有支撑的小球）
过最高点的临界条件：
v2 由 m g m 得v临 gr r
v 讨论分析：1、过最高点时， 球产生弹力 FN 0 ,方向指向圆心；
v2 gr ， FN m g m r
N外
N内
实例5：汽车转弯
N F牵 f静 G
f切 俯视图:
F牵
f静
f切
v
汽车在水平路面上转弯的向心力由哪个力提供？
例2：在一段半径为r的圆形水平轨道上，已知路面对汽 车轮胎的最大静摩擦力是车重的μ倍（μ＜1），求汽 车拐弯时的最大安全速度？
f静
v
v f静 m r 2 v m g m r
2
物体拉回到原圆周轨道上，物体逐渐远离圆心而做离心运动，即 ““需要”大于提供”或“提供不足”。 （4）若
匀速圆周运动的实例分析
匀速圆周运动的实例分析引言匀速圆周运动是物理学中常见且重要的一类运动形式，它指的是一个物体沿着圆周以恒定的速度运动。
在实际生活中，我们可以观察到许多匀速圆周运动的例子，比如地球围绕太阳的公转、月球围绕地球的运动等。
本文将通过分析一个常见的匀速圆周运动的实例，深入探讨匀速圆周运动的特点和相关的物理概念。
实例分析假设有一个质点A在水平桌面上以匀速做圆周运动。
质点A的半径为R，运动的周期为T，角速度为ω。
运动的特点匀速圆周运动具有以下几个特点：1.质点在圆周上的位移大小保持恒定，即每经过一个周期T，质点的位移为2πR。
2.质点在圆周上的速度大小保持恒定，即质点A每单位时间所走过的弧长相等。
3.质点所受的向心力大小为常数，向心力的方向指向圆心。
运动的物理概念在分析匀速圆周运动时，我们需要了解以下几个重要的物理概念：1.角速度（ω）：角速度指的是物体在单位时间内绕定点旋转的角度，单位为弧度/秒。
2.周期（T）：周期指的是物体完成一个完整循环所需要的时间，单位为秒。
3.向心力（F）：向心力指的是物体在匀速圆周运动中所受的向心方向的力，其大小由以下公式给出：向心力公式向心力公式其中，m为质点的质量，v为质点在圆周上的速度大小，R为圆周的半径。
运动的实例分析在本实例中，质点A以匀速做圆周运动，角速度为ω。
根据角速度和周期的关系，我们可以得到以下公式：周期与角速度的关系周期与角速度的关系根据质点A运动的周期和半径，我们可以计算出质点A在圆周上的速度大小v：速度公式速度公式根据向心力的公式，可以计算出质点A所受的向心力F：向心力公式向心力公式实例分析的结论通过对这个匀速圆周运动实例的分析，我们可以得出以下结论：1.在匀速圆周运动中，质点的位移大小和速度大小保持恒定。
2.匀速圆周运动的周期与角速度成反比关系，周期越大，角速度越小。
3.匀速圆周运动中，质点所受的向心力大小与速度的平方成正比，与半径的倒数成反比。
结论匀速圆周运动是一个重要的物理概念，我们可以通过实际例子和物理公式来深入理解和分析匀速圆周运动的特点。
圆周运动案例分析
3．(多选) 高速列车已经成为世界上重要的交通工具之 一．北京至天津高速列车时速可达360 km/h.一辆高速列 车以恒定的速率在半径为2 000 m的水平面上做匀速圆周 运动，则( ) A．乘客做圆周运动的加速度为5 m/s2 B．乘客做圆周运动的加速度为0.5 m/s2 C．列车进入弯道时向心力为100N D．质量为60 kg的乘客所受的向心力为300 N
学生探究讨论案例一
(2)临界速度 当 N＝0 时，过山车通过圆形轨道顶部时的速度，称为 ，v 临界＝ .
①当 v＝v 临界时，重力恰好等于过山车做圆周运动的 ，过山车不会 ②当 v<v
临界
轨道． 车所受的重
时，过山车所需的向心力
力，过山车有向下脱离轨道的趋势． ③当 v>v
临界
时，重力和轨道对车的弹力的
回忆知识
向心力的来源
1、匀速圆周运动--------- 物体所受的合外力提供 2、一般圆周运动----------沿半径方向的力的合力 提供
特点：向心力方向指向圆心，不断变化，只 改变速方向，不改变速度大小，是效果力， 任何力都可以提供向心力
F mr
2
2
v F m r
2 2
2
v 4 2 2 F m r m m 2 r 4m n r r T
提供向心
力，过山车不会脱离轨道．
思考判断 (1)过山车在最高点时人只受重力作用。 （ ）
(2)过山车在最低点时，因合力向上故人受支持力大于重 力。 （ ） (3)要让过山车安全的通过最高点，速度应大于临界速度。 （）
5.5匀速圆周运动的实例分析2[优秀范文五篇]
![5.5匀速圆周运动的实例分析2[优秀范文五篇]](https://img.taocdn.com/s3/m/145bab1011661ed9ad51f01dc281e53a580251ca.png)
5.5匀速圆周运动的实例分析2[优秀范文五篇]第一篇：5.5 匀速圆周运动的实例分析2匀速圆周运动的实例分析一、教学目标1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。
会在具体问题中分析向心力的来源。
2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
会求变速圆周运动中，物体在特殊点的向心力和向心加速度。
3、培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法。
二、重点难点重点：找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。
难点：理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；向心力来源的寻找；临界问题中临界条件的确定。
三、教学方法讲授、分析、推理、归纳四、教学用具说明火车转弯的实物模型五、教学过程新课引入：分析和解决匀速圆周运动的问题，关键是把向心力的来源弄清楚。
本节课我们应用向心力公式来分析几个实际问题。
（一）、关于向心力的来源1、向心力是按效果命名的力；2、任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；3、不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到物体的作用力以外，还要另外受到向心力作用。
（二）、运用向心力公式解题的步骤1、明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。
2、确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。
3、建立以向心方向为正方向的坐标，找出向心方向的合外力，根据向心力公式列方程。
4、解方程，对结果进行必要的讨论。
（三、）实例1：火车转弯火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零。
当火车转弯时，它在水平方向做圆周运动。
是什么力提供火车做圆周运动所需的向心力呢？1、分析内外轨等高时向心力的来源（运用模型说明）（1）此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。
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汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需 要向心力，问这个向心力由什么力提供的？
是由地面给的静摩擦力提供向心力的。
【例题1】在水平面上转弯的汽车，向心力是（ A、重力和支持力的合力 B、静摩檫力 C、滑动摩檫力 D、重力、支持力和牵引力的合力
B）
【例题2】汽车在半径为r的水平弯道上转弯,如果汽车与 地面的动摩擦因数为μ,那么汽车不发生侧滑的最大速率 是多大?
面造的外高内低，当车向右转弯时，司机左侧的路面比右
侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。设转弯路段
是半径为R的圆弧，要使车速为υ时车轮与路面之间的横
向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于
〖B〗
A、arcsin 2 Rg
B、arctan 2
Rg
C、
1arcsin
2
2 2
Rg
θ
F
·
·
θ
mg
D、arccot 2
侧的路面低一些。汽车的运动可看作是做半径为R的圆周
运动。设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面
的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的
横向摩擦力（即垂直于前进方向）等于零。则汽车转弯时
的车速应等于( )
A gRh
L
B
gRh d
L h
d
C
gRL h
D gRd
h
【例题3】（2000天津理综·3）在高速公路的转弯处，路
F
4、当外轨略高于内轨时：
（1）火车能在高出路面的工字型轨道滚滚向前而 不越轨一寸，这是为什么？火车能安全的通过弯道， 这又是为什么？
（2）火车受力：
竖直向下的重力 G
N
垂直轨道面的支持力 N
G
（3）火车的向心力：
N
由G和N的合力提供
F
α
α
G
【例题1】火车铁轨转弯处外轨略高于内轨的原因是（BD ）
f = mv2/R
2、倾斜路面上：
所以汽车在转弯的地方，路面也是外高内 低，靠合力提供向心力。
【例题1】如图所示，公路转弯处路面跟水平面之间的倾角
α=150，弯道半径R=40m，求：
N
汽车转弯时规定速度应是多大？
α
Fn
m g
【例题2】在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低。
如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右
A．为了使火车转弯时外轨对于轮缘的压力提供圆周运 动的向心力
B．为了使火车转弯时的向心力由重力和铁轨对车的弹 力的合力提供
C．以防列车倾倒造成翻车事故 D．为了减小火车轮缘与外轨的压力
（4）设计时速
h
N
h是内外轨高度差，
L是轨距
L
Fn
注意这时的向心 力是水平的
G
Fn=mgtanα≈mgsinα=mgh/L
H
L
当火车转弯时的速率等于V规定(临界速度)时, 内、外轨道对车轮（轮缘）都没有侧压力
当火车转弯时的速率小于V规定(临界速度)时,内 轨道对车轮（轮缘）有侧压力
当火车转弯时的速率大于V规定(临界速度)时, 外轨道对车轮（轮缘）有侧压力
1、水平路面上：
【例题1】汽车以一定的速度在宽阔的马路上匀速行驶， 司机突然发现正前方有一墙，把马路全部堵死，为了避免 与墙相碰，司机是急刹车好，还是马上转弯好?试定量分 析说明道理。
m v02 R
mg h m v02 LR
v0
Rgh L
（5）当火车行驶速率v>v规定时，
外轨对轮缘有侧压力；
N
N‘ G
火车行驶速率v>v规定
（6）当火车行驶速率v<v规定时，
内轨对轮缘有侧压力。
N N’
G
火车行驶速率v<v规定时
【例题2】如图所示，火车道转弯处的半径为r，火车质量 为m，两铁轨的高度差为h（外轨略高于内轨），两轨间 距为L(L>>h)，求： (1)火车以多大的速率υ转弯时，两铁轨不会给车轮沿转 弯半径方向的侧压力？ (2)υ是多大时外轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？ (3)υ是多大时内轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？
【例题3】（2008广东理科基础·7）汽车甲和汽车乙质量 相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲
车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲
和f乙。以下说法正确的是（ C ）
A．f甲小于f乙 B．f甲等于f乙 C．f甲大于f乙 D．f甲和f乙大小均与汽车速率无关
摩托车过弯道
【例题4】自行车和人的总质量为m，在一水平地面运动， 若自行车以速度v转过半径为R的弯道： （1）自行车所受地面的摩擦力多大？ （2）自行车的倾角应多大？
向心力、向心加速度的求解公式有 哪些?它们的方向分别如何？
Fn
mr 2
mr(
2
T
)2
mr(2f
)2
m
v2 r
a向
F向 m
2r
v2 r
v
由 a向 2r
知：当ω不变时 a 向 r
由
a向
v2 r
知：当v不变时
a向
1 r
处理圆周运动的一般方法： 1、确定圆周平面； 2、确定圆心； 3、受力分析； 4、明确向心力来源； 5、依据两个动力学方程写表达式； 6、运动必要的数学知识。
高中物理 圆周运动实例分析
做匀速圆周运动的物体受到向心力的作 用，如何理解向心力？
（1）向心力的方向总是指向圆心，方向时刻变化， 但始终与速度方向垂直,故向心力是一个变力。
（2）向心力是根据力的效果命名的。可以是某个力, 或几个力的合力。
（3）向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
注意：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受 到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。
水平面内的匀速圆周运动
一、水平面内匀速圆周运动
1、火车转弯： 2、汽车转弯： 3、飞机在空中盘旋： 4、转盘问题： 5、圆锥摆：
1、铁轨
讨论火车转弯时所需向心力
2、轮对结构
3、内外轨道一样高时：
直道行使时，火车受力情况：重力、铁轨的支持力、机车 的牵引力、空气及铁轨的阻力。轮缘并不与铁轨相互作用。
Rg
【例题4】如果汽车与路面的动摩擦因数为μ,则不发生滑 动时,汽车的范围?
飞机在天空中盘旋，你认为此时它在（俯 视）顺时针旋转还是逆时针旋转？
N
G
设飞机的质量为m以速度v在水平面内做半径为 r的圆周运动,则飞机受到的升力是多大?
在水平弯道上转弯时，
向心力 F 由外侧轨道对铁轨 的压力提供
根据牛顿第二定律F=m V2 可知 R
火车质量很大
外轨对轮缘的弹力很大
外G F
【例题1】火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道
一样高，则火车转弯（ A ）
A．对外轨产生向外的挤压作用 B．对内轨产生向外的挤压作用 C．对外轨产生向内的挤压作用 D．对内轨产生向内的挤压作用