生活中的圆周运动-PPT
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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。
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。
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
《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
人教版高中物理必修二：5.7《生活中的圆周运动》课件(共29张PPT)
υ2
r
处，车辆行驶不允许超过规定的速
F
汽车
度。
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
课堂小结
一.铁路的弯道 1. 向心力的来源:A外轨高于内轨时,重力与支持力的合力
四.离心运动
1.离心现象的分析与讨论．
22.离024年心9月运25日动星期的三 应用和防止．
27
处理圆周运动问题的基本思路：
1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径 2）受力分析，找到向心力的来源；
3）利用向心力公式Fn=man列方程求解
实质是牛顿第二定律 在圆周运动中的应用 只不过这里的加速度 是向心加速度。
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。
思考问题？
Fn= F需向 做什么运动？ Fn = 0 做什么运动？ Fn F ＜ 需向 做什么运动？
圆周 切线 离心
Fn F ＞ 需向 做什么运动？ 近心
2.物体作离心运动的条件： Fn < F需向
●离心运动的应用
离
离
心
心
背景问题1、火车转弯：
θ很小时,sinθ≈tanθ
◆圆周运动(Circular motion)
N
生 铁路的弯道
活
中 (2) 外轨高内轨低时转弯
的 圆
mg tan m v2
r
此为火车 转弯时的
Fn
r
θ
周 mg sin m v2 设计速度
生活中的圆周运动课件
FN＝mvr2＝1054×00202 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 mgtan θ＝mvr2
由此可得 tan θ＝rvg2＝0.1. [答案] (1)105 N (2)0.1
B [摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，选 项 A 错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心 力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，选项 B 正确； 摩托车将沿曲线做离心运动，选项 C、D 错误．]
分析离心运动需注意的问题 (1)物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的 同学把惯性当成了力． (2)离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动． (3)摩托车或汽车在水平路面上转弯，当最大静摩擦力不足以提供向心力 时，即 Fmax＜mvr2，做离心运动．
A．A 点，B 点 C．B 点，A 点
图 5-7-5 B．B 点，C 点 D．D 点，C 点
C [战车在 B 点时由 FN－mg＝mvR2知 FN＝mg＋mvR2，则 FN>mg，故对路 面的压力最大，在 C 和 A 点时由 mg－FN＝mvR2知 FN＝mg－mvR2，则 FN<mg 且 RC>RA，故 FNC>FNA，故在 A 点对路面压力最小，故选 C．]
2．汽车过凹形桥 如图 5-7-4 乙所示，汽车经过凹形桥面最低点时，受竖直向下的重力和竖 直向上的支持力，两个力的合力提供向心力，则 FN－G＝mvr2，故 FN＝G＋mvr2. 由牛顿第三定律得：汽车对凹形桥面的压力 FN′＝G＋mvr2，大于汽车的重力．
(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 mgtan θ＝mvr2
由此可得 tan θ＝rvg2＝0.1. [答案] (1)105 N (2)0.1
B [摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，没有离心力，选 项 A 错误；摩托车正常转弯时可看作是做匀速圆周运动，所受的合力等于向心 力，如果向外滑动，说明提供的向心力即合力小于需要的向心力，选项 B 正确； 摩托车将沿曲线做离心运动，选项 C、D 错误．]
分析离心运动需注意的问题 (1)物体做离心运动时并不存在“离心力”，“离心力”的说法是因为有的 同学把惯性当成了力． (2)离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动． (3)摩托车或汽车在水平路面上转弯，当最大静摩擦力不足以提供向心力 时，即 Fmax＜mvr2，做离心运动．
A．A 点，B 点 C．B 点，A 点
图 5-7-5 B．B 点，C 点 D．D 点，C 点
C [战车在 B 点时由 FN－mg＝mvR2知 FN＝mg＋mvR2，则 FN>mg，故对路 面的压力最大，在 C 和 A 点时由 mg－FN＝mvR2知 FN＝mg－mvR2，则 FN<mg 且 RC>RA，故 FNC>FNA，故在 A 点对路面压力最小，故选 C．]
2．汽车过凹形桥 如图 5-7-4 乙所示，汽车经过凹形桥面最低点时，受竖直向下的重力和竖 直向上的支持力，两个力的合力提供向心力，则 FN－G＝mvr2，故 FN＝G＋mvr2. 由牛顿第三定律得：汽车对凹形桥面的压力 FN′＝G＋mvr2，大于汽车的重力．
生活中的圆周运动课件33张PPT
4、(多选)一质量为 2.0×103 kg 的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的最大静摩擦力为 1.6×104 N，当汽车经过半径为 100 m 的弯道时，下列判断正确的是( )
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B．汽车转弯的速度为 30 m/s 时所需的向心力为 1.6×104 N
C．汽车转弯的速度为 30 m/s 时汽车会发生侧滑 D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过 8.0 m/s2
解析：选 CD.汽车在水平面转弯时，做圆周运动，重力与支持力平衡，侧向静摩擦力 提供向心力，不能说受到向心力，故 A 错误；如果车速达到 30 m/s，需要的向心力 F＝ mvr2＝2.0×103×130002 N＝1.8×104 N，故 B 错误；最大静摩擦力 f＝1.6×104 N，则 F＞f， 所以汽车会发生侧滑，故 C 正确；最大加速度为：a＝mf ＝12.6××110034 m/s2＝8.0 m/s2，故 D 正确．
解：由mg m v2 可知：v gr 9.8 64001000m / s 7.9km / s r
2、航天器在近地轨道的运动，航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,只受地球引力,
引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力
F引
=m
v2 r
①对航天器而言，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向心力，满足
mg
,当绳子或轨道对小球没有力的作用：
mg=
m
v2 R
→
v
临界=
Rg （可理解为恰好转过或恰好转不过的速度）
在最高点时：
(1)v＝ gr时，拉力或压力为零．小球在最高点的临界速度
(2)v＞ gr时，物体受向下的拉力或压力，并且随速度的增大而增大．
《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(物理)精品PPT课件
【素养训练】
1.(多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动。当
火车以规定速度通过时,内外轨道均不受侧向挤压。现
要降低火车转弯时的规定速度,需对铁路进行改造,从
理论上讲以下措施可行的是
()
A.减小内外轨的高度差 C.减小弯道半径
B.增加内外轨的高度差 D.增大弯道半径
【解析】选A、C。当火车以规定速度通过弯道时,火车 的重力和支持力的合力提供向心力,如图所示:
受力 分析
向心力
Fn=_m_g_-_F_N=
m v2 r
汽车过凹形桥
Fn=_F_N-__m_g=
v2 m
r
对桥的 压力
汽车过凸形桥
v2 mg m
FN′=________r_
汽车过凹形桥
mg m v2
FN′=________r _
结论
汽车对桥的压力小于
汽车的越重小力,而且汽
车速度越大,对桥的 压力_____
2.火车在弯道上的运动特点:圆周运动,有指向圆心的
向心加速度。
3.向心力的来源:当内外轨一样高时,____________的
________提供向心力。
外轨对轮缘
当弹内力外轨有高度差时,依据规定的速度行驶,_________ ___________提供向心力。
重力与支
持力的合力
二、汽车过拱形桥
汽车过凸形桥
由公式 v2
3 得r=40 m,当汽车通过拱桥顶点
时对桥面m恰r 无 m压g力 4时m,g由公式 20 m/s,故B正确。
m
v12
=mg得v1=
gr
=
r
【素养训练】 1.飞机俯冲拉起时,飞行员处于超重状态,此时座位对 飞行员的支持力大于所受的重力,这种现象叫过荷。过 荷过重会造成飞行员大脑贫血,四肢沉重,暂时失明,甚 至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重 力的支持力影响。g取10 m/s2,则当飞机在竖直平面上
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生活中的圆周运动
复习回顾
向 心 力
效果 特点 来源
只改变速度方向, 不改变速度大小.
方向: 指向圆心.
｛mV2/
大小: Fn= rmω2r
m4π2r 性质: 变力. T2
物体所受的合外力, 或某个力的分力.
赛车
• 思考与讨论
分析哪些地 方容易发生
事故
原因分析
处理方法
简单计 算说明
列车速度过快，造成翻车事故
R=6400km
• 回归现实
比较总结
F＞
· mv2/r ·
F=0
供:合外力
F＜
mv2/r 求:向心力
F=mv2/
r
离心运
动
F=mv2/r:供求相当,圆周运动.
F＜mv2/r:供不应求,离心而去.
F＞mv2/r:供大于求,向心而来.
求火车所需的向心力是多大？它是由什么力提供 的？
解：火车受力情况如图所示，
F = m v2 - - - (1) R
F=2.4×106N---- (2)
FN
F
O
由外轨对轮缘的水平弹力 提供的。
mg
2、当外轨比内轨高时
FN
（1）内、外轨 均不受到轮缘 的侧向挤压力
F
外侧 θ
mg
内侧
2、当外轨比内轨高时
FN
FN
外侧 θ
F
mg
内侧
F
外侧
θ
FN/
mg 内侧
知识拓展:—பைடு நூலகம்赛车
2、汽车过桥 黄石长江大桥
汽车过桥
FN
F合=G － FＮ Fn=mv2/r 由 F合= Fn G － FＮ= mv2/r FＮ=G － mv2/r ＜G
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
(凹形桥)
FN V
泸定桥
G F合= FＮ － G Fn=mv2/r FＮ=G + mv2/r >G
拓展思考
(凸形桥)
N V
▲若凸形桥的半径为R,当 汽车以多大的速度V通过 桥顶时,可使车对桥面的 压力为零?
G
若已知某凸形桥的半径R=6400km,此速度 V=?
知识拓展2
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。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？…....
火车转弯
外轮 外轨
内轮 内轨
思考：火车转弯时所需的向心力，是由 什么力提供的？ 1、当内外轨一样高时
向心力是由外轨对轮缘的水平弹力提供的， 这种情况下铁轨容易损坏，轮缘也容易损坏。
FN
F向
O
F弹
mg
例题:一列火车在水平轨道上以半径r = 300 m 转弯，火车质量为m = 8×105 kg，速度为30m/s，
若向心力恰好是由重力和支持力的合力提供 的，那么内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。
mg tan = m v02/r
而 sin =h/L， v0
gr tan
FN
较小时， tan ≈sin
h
L
θ
F
v0 =
gr h L
θ h
mg
设火车转弯时的实际速度为v， (1) v＝v0时，内外轨对轮缘均没有侧向弹力； (2) v＞v0时， 外轨对轮缘有侧向弹力； (3) v＜v0时， 内轨对轮缘有侧向弹力。
复习回顾
向 心 力
效果 特点 来源
只改变速度方向, 不改变速度大小.
方向: 指向圆心.
｛mV2/
大小: Fn= rmω2r
m4π2r 性质: 变力. T2
物体所受的合外力, 或某个力的分力.
赛车
• 思考与讨论
分析哪些地 方容易发生
事故
原因分析
处理方法
简单计 算说明
列车速度过快，造成翻车事故
R=6400km
• 回归现实
比较总结
F＞
· mv2/r ·
F=0
供:合外力
F＜
mv2/r 求:向心力
F=mv2/
r
离心运
动
F=mv2/r:供求相当,圆周运动.
F＜mv2/r:供不应求,离心而去.
F＞mv2/r:供大于求,向心而来.
求火车所需的向心力是多大？它是由什么力提供 的？
解：火车受力情况如图所示，
F = m v2 - - - (1) R
F=2.4×106N---- (2)
FN
F
O
由外轨对轮缘的水平弹力 提供的。
mg
2、当外轨比内轨高时
FN
（1）内、外轨 均不受到轮缘 的侧向挤压力
F
外侧 θ
mg
内侧
2、当外轨比内轨高时
FN
FN
外侧 θ
F
mg
内侧
F
外侧
θ
FN/
mg 内侧
知识拓展:—பைடு நூலகம்赛车
2、汽车过桥 黄石长江大桥
汽车过桥
FN
F合=G － FＮ Fn=mv2/r 由 F合= Fn G － FＮ= mv2/r FＮ=G － mv2/r ＜G
你见过凹形的桥吗？
泸 定 桥
(凹形桥)
FN V
泸定桥
G F合= FＮ － G Fn=mv2/r FＮ=G + mv2/r >G
拓展思考
(凸形桥)
N V
▲若凸形桥的半径为R,当 汽车以多大的速度V通过 桥顶时,可使车对桥面的 压力为零?
G
若已知某凸形桥的半径R=6400km,此速度 V=?
知识拓展2
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。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？…....
火车转弯
外轮 外轨
内轮 内轨
思考：火车转弯时所需的向心力，是由 什么力提供的？ 1、当内外轨一样高时
向心力是由外轨对轮缘的水平弹力提供的， 这种情况下铁轨容易损坏，轮缘也容易损坏。
FN
F向
O
F弹
mg
例题:一列火车在水平轨道上以半径r = 300 m 转弯，火车质量为m = 8×105 kg，速度为30m/s，
若向心力恰好是由重力和支持力的合力提供 的，那么内、外轨均不受到轮缘的侧向挤压力。
mg tan = m v02/r
而 sin =h/L， v0
gr tan
FN
较小时， tan ≈sin
h
L
θ
F
v0 =
gr h L
θ h
mg
设火车转弯时的实际速度为v， (1) v＝v0时，内外轨对轮缘均没有侧向弹力； (2) v＞v0时， 外轨对轮缘有侧向弹力； (3) v＜v0时， 内轨对轮缘有侧向弹力。