生活中的圆周运动之火车转弯问题分析 高中物理必修课件PPT 人教版
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[人教版]高中物理史《圆周运动》PPT上课课件
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第六章 曲线运动
第 四 节 生活中的圆周运动
一、火车转弯
❖ 1.简单介绍对于火车的车轮和 铁轨构造。
❖ 2.如果铁路弯道是水平的，那 火车转弯的向心力由谁来提供 ？这样的设计有什么问题？
❖ 3.修筑铁路时，怎样的设计可 以让火车拐弯时减轻轮缘与外 轨间的挤压？为什么？
车轮的构造 火车车轮有突出的轮缘
思维拓展 搭载着聂海胜、张晓光、王亚平三位航天员的“神舟十号”飞船成功发射，与“天 宫一号”顺利对接，并成功举行了太空授课。
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mg－FN＝m
v2
R
FN ＝mg－m
v2 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。
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如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？ 过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力 过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力
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二、汽车过拱形桥 【名校课堂】获奖PPT-［人教版］高中物理史《圆周运动》PPT上课课件（最新版本）推荐
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三、航天器中的失重现象 【名校课堂】获奖PPT-［人教版］高中物理史《圆周运动》PPT上课课件（最新版本）推荐
第 四 节 生活中的圆周运动
一、火车转弯
❖ 1.简单介绍对于火车的车轮和 铁轨构造。
❖ 2.如果铁路弯道是水平的，那 火车转弯的向心力由谁来提供 ？这样的设计有什么问题？
❖ 3.修筑铁路时，怎样的设计可 以让火车拐弯时减轻轮缘与外 轨间的挤压？为什么？
车轮的构造 火车车轮有突出的轮缘
思维拓展 搭载着聂海胜、张晓光、王亚平三位航天员的“神舟十号”飞船成功发射，与“天 宫一号”顺利对接，并成功举行了太空授课。
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mg－FN＝m
v2
R
FN ＝mg－m
v2 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。
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如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？ 过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力 过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力
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二、汽车过拱形桥 【名校课堂】获奖PPT-［人教版］高中物理史《圆周运动》PPT上课课件（最新版本）推荐
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三、航天器中的失重现象 【名校课堂】获奖PPT-［人教版］高中物理史《圆周运动》PPT上课课件（最新版本）推荐
新人教版物理必修二第五章第七节《生活中的圆周运动》课件(共50张PPT)
？问题一：
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
实例
离心运动的危害
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 提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
例5．杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直 平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆 对球的弹力大小为F=1/2mg，求这时小球的即 时速度大小。
解：小球所需向心力向下，本题中 F=1/2mg＜mg， 所以弹力的方向可能向上，也可能向下。
⑴若F 向上，则
mgF mv2 , L
⑵若F 向下，则
v gL 2
？问题二：
要防止离心现象发生，该怎么办？
A、减小物体运动的速度，使物体作圆 周运动时所需的向心力减小
B、增大合外力，使其达到物体作圆周 运动时所需的向心力
巩固练习：
1、下列说法正确的是 ( B )
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消 失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然 消失时，将沿圆周切线方向离开圆心 C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个 向心力，维持其作圆周运动
练习一：
• 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。
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？
2、杆对小球什么时候提供支持力？ 什么时候提供拉力？
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
实例
离心运动的危害
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 提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
例5．杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直 平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆 对球的弹力大小为F=1/2mg，求这时小球的即 时速度大小。
解：小球所需向心力向下，本题中 F=1/2mg＜mg， 所以弹力的方向可能向上，也可能向下。
⑴若F 向上，则
mgF mv2 , L
⑵若F 向下，则
v gL 2
？问题二：
要防止离心现象发生，该怎么办？
A、减小物体运动的速度，使物体作圆 周运动时所需的向心力减小
B、增大合外力，使其达到物体作圆周 运动时所需的向心力
巩固练习：
1、下列说法正确的是 ( B )
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消 失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然 消失时，将沿圆周切线方向离开圆心 C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个 向心力，维持其作圆周运动
练习一：
• 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。
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？
2、杆对小球什么时候提供支持力？ 什么时候提供拉力？
高中人教版物理必2课件：5.7生活中的圆周运动课件(共34张PPT)
生活中的圆周运动
火车车轮的结构特点：
一、铁路的弯道
火车转弯（内外轨道等高）
（1） 火车转弯处内外轨无高度差
外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力
外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到破坏
（2 ）转弯处外轨高于内轨
根据牛顿第二定律
外轨对外轮缘有弹力
内轨对内轮缘有弹力
2、当外轨略高于内轨时：
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。
4、制作“棉花”糖的原理：
内筒与洗衣机的脱水筒类似，里面加入白砂糖，加热使糖融化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
3、下列说法中错误的有：（ ）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干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、为了防止产生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理
D
B
过山车
(1）凸形桥半径为R，汽车在顶端的最大速度是多少？(2）长为R的轻绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？ （3）如果上题改成长为R的轻杆一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？当球在最高点速度为 时，求杆对球的作用力，当小球在最高点速度 时，求杆对球的作用力。
【巩固应用】
例、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求：（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)
火车车轮的结构特点：
一、铁路的弯道
火车转弯（内外轨道等高）
（1） 火车转弯处内外轨无高度差
外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力
外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到破坏
（2 ）转弯处外轨高于内轨
根据牛顿第二定律
外轨对外轮缘有弹力
内轨对内轮缘有弹力
2、当外轨略高于内轨时：
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。
4、制作“棉花”糖的原理：
内筒与洗衣机的脱水筒类似，里面加入白砂糖，加热使糖融化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
3、下列说法中错误的有：（ ）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干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、为了防止产生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理
D
B
过山车
(1）凸形桥半径为R，汽车在顶端的最大速度是多少？(2）长为R的轻绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？ （3）如果上题改成长为R的轻杆一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？当球在最高点速度为 时，求杆对球的作用力，当小球在最高点速度 时，求杆对球的作用力。
【巩固应用】
例、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求：（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)
高中物理必修二课件-5.7生活中的圆周运动25-人教版
以下说法正确的是 ( BC)
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、 桥面的支持力和向心力
B.在竖直方向汽车只受两个力：重力 和桥面的支持力
C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重 力
2021年2月19日星期五 18
谢谢
19
当堂练习：求质量为1000kg的汽车以5m/s的速 度过半径为10m的拱形桥的桥顶时，汽车对桥面 的压力？汽车速度为多大时，汽车对桥无压力？ （g=10m/s）
2021年2月19日星期五
11
分析圆周运动的一般步骤
1.确定研究对象 2.明确圆周运动的平面，确定运动的轨迹、半径和圆心 3.对物体进行受力分析，确定指向圆心方向的合力即 为向心力，然后选择合适的向心力公式列方程、求解。
v
m
由牛顿第三定律可得：
mg
汽车对桥的压力大小：
汽车对桥的压力方向： 竖直向下
可见汽车的速度V越大，对桥的压力 越大。
由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。
当堂练习：求质量为 1000kg的汽车以5m/s 的速度过半径为10m的 凹形桥的桥底时，汽车
对桥面的压力？
(g=10m/s)
2021年2月19日星期五
7.生活中的圆周运动
实例分析1、火车转弯：
生 火车车轮的构造
活
中
火车车轮有
的
突析实例1、火车转弯：
1、铁路的弯道
生 活 (1)内外轨道一样高时转弯
中
的
FN
圆
周
运
动
GF
外轨对轮缘的弹力F 提供向心力F=F向
火车受三个力：重 力G、支持力 、外 轨对轮缘的弹力F.
怎么办?
由于该弹力是 由轮缘和外轨
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、 桥面的支持力和向心力
B.在竖直方向汽车只受两个力：重力 和桥面的支持力
C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重 力
2021年2月19日星期五 18
谢谢
19
当堂练习：求质量为1000kg的汽车以5m/s的速 度过半径为10m的拱形桥的桥顶时，汽车对桥面 的压力？汽车速度为多大时，汽车对桥无压力？ （g=10m/s）
2021年2月19日星期五
11
分析圆周运动的一般步骤
1.确定研究对象 2.明确圆周运动的平面，确定运动的轨迹、半径和圆心 3.对物体进行受力分析，确定指向圆心方向的合力即 为向心力，然后选择合适的向心力公式列方程、求解。
v
m
由牛顿第三定律可得：
mg
汽车对桥的压力大小：
汽车对桥的压力方向： 竖直向下
可见汽车的速度V越大，对桥的压力 越大。
由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。
当堂练习：求质量为 1000kg的汽车以5m/s 的速度过半径为10m的 凹形桥的桥底时，汽车
对桥面的压力？
(g=10m/s)
2021年2月19日星期五
7.生活中的圆周运动
实例分析1、火车转弯：
生 火车车轮的构造
活
中
火车车轮有
的
突析实例1、火车转弯：
1、铁路的弯道
生 活 (1)内外轨道一样高时转弯
中
的
FN
圆
周
运
动
GF
外轨对轮缘的弹力F 提供向心力F=F向
火车受三个力：重 力G、支持力 、外 轨对轮缘的弹力F.
怎么办?
由于该弹力是 由轮缘和外轨
人教版必修第二册 6.4生活中的圆周运动 课件(120张)
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_=
m
v2 r
对桥的 压力
汽车过凸形桥
mg m v2
FN′=_______r__
汽车过凹形桥 FN′=_m__g__m__vr_2 _
汽车对桥的压力小于 汽车对桥的压力大于
结
论
汽车的重力,而且汽 车速度越大,对桥的
A.当火车以速率v通过此弯路时,火车所受各力的合力方向沿 路基向下 B.当火车以速率v通过此弯路时,火车所受重力与铁轨对其支 持力的合力提供向心力 C.当火车行驶的速率大于v时,外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力 D.当火车行驶的速率小于v时,外侧铁轨对车轮的轮缘施加压 力
【解析】选B、C。火车转弯时,内、外两侧铁轨所受轮 缘对它们的压力均恰好为零,靠重力和支持力的合力提 供向心力,方向水平指向圆心,故A错误,B正确;当速度 大于v时,重力和支持力的合力小于所需向心力,此时外 轨对车轮轮缘施加压力,故C正确;当速度小于v时,重力 和支持力的合力大于向心力,此时内轨对车轮轮缘施加 压力,故D错误。
(2)理论分析:根据几何关系知sin θ= h ;由图示火车
L
的受力情况可得,tan θ= F合 ,当θ很小时,近似认为
mg
sin θ=tan 公式知,F合=
mθvR,02即,所Lh 以 mF合mgg,Lh所以m vFR02合=,m得gvL0h=
。由向心力 ghR。由于
L
铁轨建成后,h、L、R各量是确定的,故火车转弯时恰对
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。
新人教版高一物理必修二第五章第7节《生活中的圆周运动》课件 (共20张PPT)
若火车的行驶速度v与规定速度v0大小不相等时：
知：当行驶速度v=v0时
F合
m v02 R
,铁轨与轮缘间无弹力
：
1.当行驶速度v>v0时:
v2 m
R
F合
外轨道对外轮缘有向内的弹力
2.当行驶速度v<v0时:
m
v2 R
F合
内轨道对内轮缘有向外的弹力
汽车过拱桥
二、汽车过拱形桥
内容项目
汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
F合
Image 由力的关系得: F合mgtan
由向心力公式得:
F合
mv2
R
h
l
θ
mg
由几何关系得: sin h
l
由于θ很小，所以tanθ≈sinθ
故 h lv 2 Rg
=0.14 m
例2.一辆载重汽车的质量为m，安全地以大小为v gR的速度 分别通过凸形桥桥顶和凹形桥桥底，两桥的半径都2 为R。
三、航天器中的失重现象、离心运动 1．航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动，此时重力提 供了航天器及航天器中航天员的向心力，即航天器中的人和物 处于完全失重状态． 根据 mg＝mRv2，可得 v＝ gR式中的 g 为航天器所在处的重力加速度，R 为航天 器做匀速圆周运动的轨道半径．
2．离心运动 (1)离心运动的定义 做匀速圆周运动的物体，在合外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，叫作离心运动． (2)离心现象条件分析
7 生活中的圆周运动
第 1 课时
一、火车转弯
火车车轮与轨道间的结构关系
外轮 外轨
内轮 内轨
问题1：火车在平直轨道上匀速行驶时受几个力作用 ？这几个力的关系如何？
人教版高一物理 必修 第二册：6.4生活中的圆周运动(共14张PPT)
甲乙
▪
1． 在 过 去 ， 艺术品 的接受 并不属 于美学 的研究 范围， 而当接 受美学 诞生以 后，关 于艺术 品的接 受的研 究就成 为学 认为， 艺术品 在艺术 家手中 产生出 来，这 只是艺 术创作 的第一 阶段， 读者、 观众、 听众对 艺术品 的接受 是艺术 创作的 继续。
▪
8.成 熟 社 会 的 成熟 公民不 必刻意 选择生 活，“ 活得丰 富”与 “活得 正确” 是自然 而然形 成的结 果。
▪
9.中 国 人 对 自 然的 态度是 亲和、 “不隔 ”的， 对用具 器皿的 制作不 单是为 了控制 自然， 满足生 存所需 ，还希 望以此 表现对 自然的 敬爱， 反映自 然所给 予的启 示。
二、拱形桥
FN
v
G
FN
v
G
思考与讨论：
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 车的支持力为零？这时驾驶员与座椅之间 的压力是多少？……
三、离心运动
A F0
F mr 2 F mr 2
例:如图所示，把两个完全相同的甲、乙两物体 放在水平转盘上，甲离转盘中心近些，当逐渐 增大转盘的转速时，哪个先滑离原来的位置？ 为什么？
▪
10.人 类 社 会 里 的礼 和乐体 现着天 地运行 的大道 ，而礼 之本在 仁，在 于音乐 的精神 ，所以 乐是一 切人类 艺术的 最髙境 界和最 终追求 。
生活中的圆周运动
生活中的圆周运动
一、铁路的弯道
轮缘
铁轨 (轨距)
FN G F弹
问题1 :外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯 的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？
例1、火车速度为30m/s，弯道的半径 R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘 对轨道侧向的弹力多大？
▪
1． 在 过 去 ， 艺术品 的接受 并不属 于美学 的研究 范围， 而当接 受美学 诞生以 后，关 于艺术 品的接 受的研 究就成 为学 认为， 艺术品 在艺术 家手中 产生出 来，这 只是艺 术创作 的第一 阶段， 读者、 观众、 听众对 艺术品 的接受 是艺术 创作的 继续。
▪
8.成 熟 社 会 的 成熟 公民不 必刻意 选择生 活，“ 活得丰 富”与 “活得 正确” 是自然 而然形 成的结 果。
▪
9.中 国 人 对 自 然的 态度是 亲和、 “不隔 ”的， 对用具 器皿的 制作不 单是为 了控制 自然， 满足生 存所需 ，还希 望以此 表现对 自然的 敬爱， 反映自 然所给 予的启 示。
二、拱形桥
FN
v
G
FN
v
G
思考与讨论：
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 车的支持力为零？这时驾驶员与座椅之间 的压力是多少？……
三、离心运动
A F0
F mr 2 F mr 2
例:如图所示，把两个完全相同的甲、乙两物体 放在水平转盘上，甲离转盘中心近些，当逐渐 增大转盘的转速时，哪个先滑离原来的位置？ 为什么？
▪
10.人 类 社 会 里 的礼 和乐体 现着天 地运行 的大道 ，而礼 之本在 仁，在 于音乐 的精神 ，所以 乐是一 切人类 艺术的 最髙境 界和最 终追求 。
生活中的圆周运动
生活中的圆周运动
一、铁路的弯道
轮缘
铁轨 (轨距)
FN G F弹
问题1 :外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯 的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？
例1、火车速度为30m/s，弯道的半径 R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘 对轨道侧向的弹力多大？
人教版高中物理必修二《圆周运动》ppt课件(1)
新知讲解
②医务人员用离心机分离血液
③棉花糖的制作
借助离心机，医务人员可以从 血液中分离出血浆和红细胞
小朋友爱吃的 “棉花糖” 它的制 作方法也应用了离心运动的原理。
新知讲解
④无缝钢管
在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆 柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线 高速旋转。
钢水由于离心运动趋于周壁，冷却后就形成无缝钢管。
新知讲解
注意： 向心力是按效果命名的力，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，它就是物体的向 心力。并不是除了受到另外物体的作用，还要再受一个向心 力。
针对练习
1、火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车速度提高时会使轨道 的外轨受损。为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以 下措施可行的是（ D ） A．适当增高内轨 B．适当降低外轨 C．减小弯道半径 D．增大弯道半径
新知讲解
（2）离心运动的防止 ①汽车拐弯时限速 在水平公路上行驶的汽车转弯时静摩擦 力提供汽车转弯时的向心力，如果转弯 时速度过大，Fmax<mv2/r，汽车将做离 心运动而造成事故，因此，在公路弯道 ，车辆不允许超过规定的速度。
v Fmax<mv2/r
o 汽车
汽车转弯时速度过大 会造成交通事故
新知讲解
外轨
内轨
新知讲解
如果在弯道处使外轨略高于内轨，就可解决这一问题。
FN
4、弯道处使外轨略高于内轨
火车转弯时铁轨对火车的支持力 FN 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间的挤压。
F
mg 注意：向心力是水平的
新知讲解
高中物理必修二课件-5.7生活中的圆周运动30-人教版
讨论
F压<mg 汽车处于失重状态 F压>mg 汽车处于超重状态
v增大，F压减小，当v增大到 v增大，F压增大，当v增大
gR 时，F压＝0
到一定值时桥会被压塌
内容小结： 1、火车转弯 2、汽车过拱形桥
10
练习
例1.质量为8×105kg的火车以30m/s的速度匀速转
FN
弯，弯道半径为R=900m转弯,火车轨距l=1.4m,要
比较小时 tan
sin
h L
, 得v0
gRh L
若火车的行驶速度v与规定速度v0大小不相等时：
知：当行驶速度v=v0时：F合
m v02 R
,铁轨与轮缘间无弹力
1.当行驶速度v > v0时:
v2 m
R
F合
外轨道对外轮缘有向内的弹力
2.当行驶速度v < v0时:
v2 m R F合
内轨道对内轮缘有向外的弹力
汽车对桥顶的压力与对桥底的压力大小之比为3:5
布置作业：
教材P29“问题与练习”
谢谢
为什么高大的桥梁建成凸形桥而不是凹形桥？
二、汽车过拱形桥
内容项目 汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
FN
FN
在最高点
或最低点
受力分析
mg
mg
以向心力 mg－FN＝mv2/R
FN－mg =mv2/R
方向为正 FN＝mg－mv2/R FN＝mg+mv2/R
牛顿第 三定律
F压＝FN＝mg－mv2/R F压＝FN＝mg＋mv2/R
7.生活中的圆周运动
一、火车转弯
火车车轮与轨道间的结构关系
外轮 外轨
内轮 内轨
2
生活中的圆周运动课件-高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
B．作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，
将沿圆周切线方向离开圆心
C．作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，
维持其作圆周运动
D．作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
竖直平面内的圆周运动临界问题
一、如图所示，没有物体支持的小球，在竖直平面内做圆 周运动过最高点的情况：
（1）临界条件：绳子和轨道对小球刚好没有力的作用：
（4）汽车通过三种桥时桥的压力的比较
FN
mg
m
v2 r
（失重）
FN＝mg
FN
mg
m
v2 r
（超重）
（4）汽车通过三种桥时桥的压力的比较
FN
mg
m
v2 r
（失重）
FN＝mg
FN
mg
m
v2 r
（超重）
（4）离心现象的应用 ①洗衣机脱水桶：
②洗衣机脱水桶： 思考：洗衣机的脱水筒转速的快慢与 甩干衣服效果的关系？ 洗衣机的脱水筒半径大小与甩干衣服 效果的关系？
曲线运动
第4节 生活中的圆周运动
几个典型的生活中的圆周运动实例分析
1．铁路的弯道
火车转弯时，实际是在做水平面内的圆周运动。 （1）探究1：火车向右转弯时向心力的来源。 （2）设计1：火车的轮子应该设计成怎样的形状，才能保 证火车顺利转弯？
（3）分析1：当两轨高度相同时，火车转弯时的向心力是由 什么力提供的？
——方法：把外轨垫高。使路面向圆心一侧倾斜一个很小的 角度，使外轨略高于内轨，（如图所示）
FN
θ F向
θ G
（7）分析2：当外轨比内轨高时，火车转弯时的向心力由 什么力提供？
——铁轨对火车的支持力和火车重力的合力提供向心力。