生活中的圆周运动1 ppt课件
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物理生活中的圆周运动PPT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．
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实例 三、航天器中的失重现象
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分析 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:
• 绳系着装有水的桶，在竖直平面内做 圆周运动，水的质量为0.5Kg，绳长 60Cm，求： • （1）最高点水不流出的最小速率； • （2）水在最高点速率为3m/s时，水 对桶底的压力。
第32页/共45页
竖直平面内的圆周运动临界问题
• 二、有支撑：（杆、圆管内、拱形桥） 问题：1、小球能通过最高点的临界速度？
• B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿 圆周半径方向离开圆心
• C、为了防止发生事故，高速转动的
砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转
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竖直平面内的圆周运动临界问题
• 一、没有支撑：（绳、圆环内侧） 问题：1、小球能通过最高点的临界速度？
2、能通过最高点的条件？
第31页/共45页
练习一：
第35页/共45页
练习
如图6．8—9所示，圆弧形拱桥AB的圆弧半径为 40 m，桥高l0m，一辆汽车通过桥中央时桥受压力 为车重的1/2，汽车的速率多大?若汽车通过桥中央 时对桥恰无压力，汽车的落地点离AB中点P多远?
10 2 m／s 20 2 m
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例 : A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数 为K的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于 水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO′上， 如图所示，当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆 周运动时，弹簧长度为l2。求：此时弹簧伸长量多大？ 绳子张力多大？
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实例 三、航天器中的失重现象
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分析 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:
• 绳系着装有水的桶，在竖直平面内做 圆周运动，水的质量为0.5Kg，绳长 60Cm，求： • （1）最高点水不流出的最小速率； • （2）水在最高点速率为3m/s时，水 对桶底的压力。
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竖直平面内的圆周运动临界问题
• 二、有支撑：（杆、圆管内、拱形桥） 问题：1、小球能通过最高点的临界速度？
• B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿 圆周半径方向离开圆心
• C、为了防止发生事故，高速转动的
砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转
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竖直平面内的圆周运动临界问题
• 一、没有支撑：（绳、圆环内侧） 问题：1、小球能通过最高点的临界速度？
2、能通过最高点的条件？
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练习一：
第35页/共45页
练习
如图6．8—9所示，圆弧形拱桥AB的圆弧半径为 40 m，桥高l0m，一辆汽车通过桥中央时桥受压力 为车重的1/2，汽车的速率多大?若汽车通过桥中央 时对桥恰无压力，汽车的落地点离AB中点P多远?
10 2 m／s 20 2 m
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例 : A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数 为K的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于 水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO′上， 如图所示，当m1与m2均以角速度ω绕OO′做匀速圆 周运动时，弹簧长度为l2。求：此时弹簧伸长量多大？ 绳子张力多大？
生活中的圆周运动课件
B、减小合外力或使其消失
三、离心运动的防止：
1、在水平公路上行驶的汽
车转弯时 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
面的静摩擦力提供的。如果转弯
时速度过大，所需向心力F大于 最大静摩擦力Fmax，汽车将做
υ
F<m
υ2
r
离心运动而造成交通事故。因此，
F
汽车
在公路弯道处，车辆行驶不允许
（
变式练习：一辆汽车匀速率通过半径
为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受
力情况，下列说法正确的是（BD） A．汽车对路面的压力大小不变，总 是等于汽车的重力
B．汽车对路面的压力大小不断发生 变化，总是小于汽车所受重力
C．汽车的牵引力不发生变化 D．汽车的牵引力逐渐变小
三航天器中的失重现象.
- 由请大F压＝家G阅－m读vR2 ＝课m(本g－5vR82 )面
根据牛顿第二定律 V2
F=mg tanzxxk α= m
R
学.科.网
V= Rg tanα
V ＞ Rg tanα 外轨对外轮缘有弹力
V＜ Rg tanα 内轨对内轮缘有弹力
N
F
α
α
G
2、当外轨略高于内轨时：
火车受力：
竖直向下的重力 G
N
垂直轨道面的支持力 N
火车的向心力：
F
由G和N的合力提供
G
当
时，车轮对内外轨都无压力。
o
所需的向心力 F，于是水滴
做离心运动，穿过网孔，飞
到网笼外面。
2、洗衣机的脱水筒 3、用离心机把体温计的 水银柱甩回玻璃泡内
当离心机转得比较慢时， 缩口的阻力 F 足以提供所需 的向心力，缩口上方的水银 柱做圆周运动。当离心机转 得相当快时，阻力 F 不足以 提供所需的向心力，水银柱 做离心运动而进入玻璃泡内。
三、离心运动的防止：
1、在水平公路上行驶的汽
车转弯时 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
面的静摩擦力提供的。如果转弯
时速度过大，所需向心力F大于 最大静摩擦力Fmax，汽车将做
υ
F<m
υ2
r
离心运动而造成交通事故。因此，
F
汽车
在公路弯道处，车辆行驶不允许
（
变式练习：一辆汽车匀速率通过半径
为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受
力情况，下列说法正确的是（BD） A．汽车对路面的压力大小不变，总 是等于汽车的重力
B．汽车对路面的压力大小不断发生 变化，总是小于汽车所受重力
C．汽车的牵引力不发生变化 D．汽车的牵引力逐渐变小
三航天器中的失重现象.
- 由请大F压＝家G阅－m读vR2 ＝课m(本g－5vR82 )面
根据牛顿第二定律 V2
F=mg tanzxxk α= m
R
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V= Rg tanα
V ＞ Rg tanα 外轨对外轮缘有弹力
V＜ Rg tanα 内轨对内轮缘有弹力
N
F
α
α
G
2、当外轨略高于内轨时：
火车受力：
竖直向下的重力 G
N
垂直轨道面的支持力 N
火车的向心力：
F
由G和N的合力提供
G
当
时，车轮对内外轨都无压力。
o
所需的向心力 F，于是水滴
做离心运动，穿过网孔，飞
到网笼外面。
2、洗衣机的脱水筒 3、用离心机把体温计的 水银柱甩回玻璃泡内
当离心机转得比较慢时， 缩口的阻力 F 足以提供所需 的向心力，缩口上方的水银 柱做圆周运动。当离心机转 得相当快时，阻力 F 不足以 提供所需的向心力，水银柱 做离心运动而进入玻璃泡内。
《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
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1.PPT课件
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
22
谢谢大家
荣幸这一路，与你同行
It'S An Honor To Walk With You All The Way
讲师：XXXXXX XX年XX月XX日
NN
θ
G
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
2、如何使火车转弯时铁轨不受轮缘挤压 呢？
3、怎样理解安全速度？
旋转飞椅
棉花糖机
地球是个椭球体
超速
复习旧知
F向
=
T2
r
4m 2n2r
提供量
需求量
一般思路：向心力的提供量等于需求量
圆周运动
转弯问题
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
N f
a o
F牵 G
‘工’字形 铁轨
轮缘
思考：
1、火车在两等高的铁轨上转弯时受到几 个力的作用？谁充当向心呢？
N
a N外轨 o
G
思考：
2、如何使火车转弯时铁轨不受 轮缘挤压呢？
N
a N外轨 o
G
思考： 2、如何使火车转弯时铁轨不 受轮缘挤压呢？
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？
生活中的圆周运动 课件
7－8 乙所示，则根据 mg－FN2＝mv2mRax 解得 FN2＝1.0×105 N.
知识点2 离心运动 在北京时间8 月11 日凌晨结束的2012 年伦敦奥运会女子 链球决赛中，中国选手张文秀以76 米34 的成绩获得铜牌．张 文秀连续两届奥运会获得铜牌，成为中国第一位连续两届奥运 会获得奖牌的田径运动员．如图5－7－10 所示为链球运动员张 文秀投掷链球时的情景．
2．汽车过拱桥问题： (1)凸形拱桥： 汽车过凸形拱桥的最高点时，由汽车受到的重力和桥对汽车 的支持力的合力 F＝G－FN 提供向心力，如图 5－7－4 甲所示．所 以汽车过凸形拱桥时，受到桥的支持力 FN＝G－mvR2. 显然，汽车对桥的压力 FN′小于汽车的重力 G，并且随车速 增大而减小，当车速增大到 v＝ gR时，满足 G＝mvR2，即 FN′＝ 0，汽车将以速度 v＝ gR开始做平抛运动，而不再沿桥面做圆周 运动，如图乙所示．
【例3】下列关于离心现象的说法正确的是( ) A．当物体所受的离心力大于向心力时发生离心现象 B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将做背离圆心的圆周运动 C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将沿切线做直线运动 D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切外力都突然 消失时，它将做曲线运动
4．离心运动轨迹的理解： 分析物体是做圆周运动、离心运动还是向心运动，要看外 界提供的向心力与物体做圆周运动所需的向心力的关系(如图 5 －7－11 所示)． (1)当 F＝mω2r 时，物体做匀速圆周运动； (2)当 F＝0 时，物体沿切线方向飞出； (3)当 F＜mω2r 时，物体逐渐远离圆心； 图 5－7－11 (4)当 F＞mω2r 时，物体逐渐靠近圆心．
解析：做匀速圆周运动的物体，当向心力消失或合力不足 以提供所需向心力时，物体将做离心运动，A 错误；做匀速圆 周运动的物体，当它所受的一切外力都突然消失时，根据牛顿 第一定律，它将沿切线方向做匀速直线运动，B、D 错误，C 正 确．
《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
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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tanθ=sinθ）
度小于规定速度，
怎样？ 生活中的圆周运动1
一、水平方向圆周运动（转弯问题）
4、飞机转弯
F
观察机翼是怎样
的？
受力情况怎样？
G
是什么力提供向 心力？
生活中的圆周运动1
练习：
1在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体 随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角 速度增大以后，下列说法正确的是（ ） A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B物体所受弹力增大，摩擦力减小了 C物体所受弹力和摩擦力都减小了 D物体所受弹力增大，摩擦力不变
5.8 生活中的圆周运动
湖南师大附中：邱建忠1、自行车转弯 感受：骑自行车转弯时，身体的姿势
是怎样的？
思考：是什么力提供向心力？
2、汽车转弯 思考：汽车在水平地面上转弯又是什
么力提供向心
力的呢？
生活中的圆周运动1
FN
Ff
O
mg
生活中的圆周运动1
引申：
生活中的圆周运动1
2。汽车在水平路面上沿半径为r的弯
道行驶，路面作用于汽车的最大静摩擦
力是车重的，要使汽车不致冲出弯道，
车速最大不能超过
。
生活中的圆周运动1
自主作业：第9次：1-4、6。
生活中的圆周运动1
N
N
N’
N’
G
G
火车行驶速率v>v规定 生活中的圆火周运动车1 行驶速率v<v规定时
例2，火车以半径R=
FN
900 m转弯，火车
质量为8×105kg ，
F
速度为30m/s，火
车轨距L=1.4 m，
要使火车通过弯道时 h θ
mg
仅受重力与轨道的支
持力，轨道应该垫的 思考：速度大于规
高度h？（θ较小时 定速度，怎样？速
程。 （4）解方程，对结果进行必要的讨论。
生活中的圆周运动1
一、水平方向圆周运动（转弯问题）
3、火车转弯
生活中的圆周运动1
车轮介绍
生活中的圆周运动1
火车水平转弯时情况分析
1. 内外轨道 一样高
车轮介绍 F向心力的来源
F向
F合
F
mv2 r
由外侧轨道对 车轮轮缘的挤
FN
压力F提供
F
弊端分析
G
生活中的圆周运动1
在高速公路的拐弯处，路 面造得外高内低，即当车 向右拐弯时，司机左侧的 路面比右侧的高一些.
生活中的圆周运动1
一、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，分析是哪
些力提供了向心力。
（3）建立正交坐标，据向心力公式列方
都无压力,质量为m的
火车运行的速率应该 多大?
N
mFg合tanF向=m
v2 R
h
F
tan h
L
L 火车拐弯应以规定速度行驶
v gRtan gRh/L 生活中的圆周运动1
当火车行驶速率v>v规定时，
外轨对v轮2缘有侧压力；
F向 心 力 当内 火轨车m 对行R 轮驶缘速有率F 侧v合 <压v规 力定。时m，gtan
2、实际应用中的处理
FN
G
向心力由重力G和支持 力N的合力提供 生活中的圆周运动1
外轨略高于内 轨火车受力
竖直向下的重力 G 垂直轨道面的支持 力N
N
火车的向心力来源
F
由G和N的合力 h G
提供
F Fm gtan 向 心 力
合 生活中的圆周运动1
如例题图示 知 h , L,转弯
半径R,车轮对内外轨