生活中的圆周运动定南中学物理教研组：谢华兵课件

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

解析：汽车在凹形桥面的最低点受到的压力最大，此时
v2 代入数据： 2.0 10 1.5 10 1.5 10 30
5 5 4
v2 FN mg m R
解得v=10m/s
所以汽车允许的最大速度为10m/s。 当汽车运动到凸形桥的最高点时，桥面对汽车的支持力最小。
v2 此时 mg FN m R
三.航天器中的失重现象
神舟十号聂海胜太空打坐
神舟五号飞船
航天员在太空中作什么运动？他 的受力情况怎样？
航天员处于什么状态？座舱对航 天员的支持力是零吗？
G － FＮ= mv2/R FＮ=G － mv2/R
当v=
gR
FN =0 航天员处于完全失重状态
四、离心运动
1、定义：做圆周运动的物体，在向心力突然 消失或合力不足以提供向心力时，物体沿切 线方向飞出去或逐渐远离圆心的运动。 2、做离心运动的条件 F=0或F<mr ω2
同学们在生活中有哪些现象是圆周运动呢？
教学目标
（一）知识目标： 1．进一步加深对向心力的认识，会在实际问题中 分析向心力的来源。 2.会分析火车转弯、汽车过桥中的向心力来源，用 牛顿第二定律解决相关问题。 3．了解航天器中的失重现象及原因． 4.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离 心运动的应用及危害.
1、 请举例说明生活中，有哪些
现象应用了离心运动？ 2、请举例说明生活中，有哪些现
象是由于离心运动而造成了危害？
离心运动的应用
离心干燥机
高速转动的砂轮、飞轮等，不得超过允 许的最大速度。
转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力 不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂， 酿成事故。
例3：质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，轮 胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104N。汽车经过 半径为50m的弯路时，如果车速达到72km/h，这辆 车会不会发生侧翻？

m v2 r
v gr
此时人对座椅的压力 为零
宇航员处于完全失 重状态
课堂小结
圆周运动
一.铁路的弯道
1. 向心力的来源:外轨高于内轨时,重力与支持力的合力提
供向心力
2转弯处的半径和火车运行速度的条件限制.
火车转弯规定: v临 界
v过大时:挤压外轨
v过小时:挤压内轨 二.拱形桥
Rg tan
1.汽车过拱形桥时,对桥面的压力小于重力（失重）
我是六界最美的人，我对人类的贡献最大，
我能承受更大的压力，比你更加高端大气
上档次，你应该被淘汰了。
凹形桥小姐不服气了：我才是四海八荒最美
的人，而且我的过桥速度大，也不容易出事！
圆周运动
圆周运动
圆周运动
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
圆周运动
1、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥
的压力又怎样？
mg - FN =
m
v2 r
v
FN
=
mg - m
v2 r
1、FN<G 即汽车对桥的压力小于其所受重
力，处于失重状态。
2、当 v = gr 时，压力FN为零，处于完全
失重状态。汽车对桥没有作用力
二、凹形桥
圆周运动
1、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥 的压力怎样？
一、火车转弯火车弯道.mp4
问题：火车车轮与铁轨的构造是怎样的？
圆周运动
一、铁路的弯道
圆周运动
1、火车在转弯时，若内外轨是相平的，
铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？ FN

2020/8/4
承上
启下
3
教材
分析
学情
新课标要求
分析
教学 策略
教学 能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力
流程
关注圆周运动的规律与日常生活的联系
板书 设计
2020/8/4
4
教学目标
教材 分析
学情 分析
教学 策略
教学 流程
板书 设计
情感态度与价值观
过程与方法
1.激发学生学习兴 趣，培养学生关心 周围事物的习惯。 2.培养学生用理论 解决实际问题的能 力与习惯。
为什么过山车到最高点不会掉下来呢？
有东西固定？
没有东西固定住 还能体验过山车么？
2020/8/4
20
2020/8/4
21
2020/8/4
22
民间杂技——水流星
2020/8/4
23
2020/8/4
24
新课教学
教材
分析
学以致用
学情 分析
教学
N
策略
教学 流程
板书
设计
G
2020/8/4
受力分析（向心力的来源） 运用牛顿第二定律列出方程
N
F合
θ
mgθ
12
新课教学
教材 分析 竖直平面内的变速圆周运动（拱形桥和凹形桥）
学情 分析
教师引导 分析
学生自主 分析
教学 策略
教学 流程
板书 设计
2020/8/4
13
•火车转弯 §5.N8生si活n中=的m圆v周2运动
r
一•火、车水转平弯面上N 的cos圆N=周cmog运s动=mg
二•拱二•、拱形、竖形桥竖直桥（m 直面临g面内N界-s内Ni的n条的==圆m件m圆v周r2）周v运rm2运动g-N动=临m v界r2 点N：=0N=v0=

享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。
学生情况： 1．学生已备知识：
通过对前几节曲线运动的知识的学习，
已初步掌握有关圆周运动的知识和研究方法。 但实际操作中还存在很多问题：受力分析不 太过硬，向心力是个新知识点，学生不太熟 悉。
2．学生特点： 555班的学生整体不是很活泼，能积极
回答问题、甚至主动提出问题的同学不多。
向心力由___重__力__和__弹__力__的__合__力______提供.
◆圆周运动(Circular motion)
生 拱形桥和凹形桥
活 中
FN
的
圆
周
运
动
v2 mg FN m r
v2
FN mg m r mg
根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的 压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现 象发生呢？
Mg= mv2/R 由此可以得出v=(Rg)1/2
列车速度过快，造成翻车事故
做圆周运动的物体，由于本身的惯性， 总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.
当F= 0时，物体沿切线方向飞出
四离心运动
1.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然
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。
N
v
G
当 v gr 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
由于界时，汽车做什么运动？ 平抛运动！
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动 N 的向心力，由牛顿第二定律得：
N G m v2
v
r
N G m v2 G
G
r
可见汽车的速度越大对桥的压力越大。

•Hale Waihona Puke 29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
组谢华兵教材分析二
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
生活中的圆周运动定南中学物理教研
•
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯

汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
受力分析
物理 必修2
第五章 曲线运动
研读教材·自主学习
课堂互动·考点探究
随堂演练·当堂达标
课时提升作业
规定向心 力方向为 正方向 牛顿第 三定律
讨论
_Fm_N_g＝_－___mF___N_g__＋___＝m_v_mr2_v_r2
F 压＝FN＝__m_g_－__m_v_r_2 _ v 增大，F 压减小；当 v 增大到 rg时，F 压＝0
_F_FN_N＝_－___Mm____gg__－___m＝_v_rm2_v_r2 F 压＝FN＝__m_g_＋__m__vr_2 _
v 增大，F 压增大
物理 必修2
第五章 曲线运动
研读教材·自主学习
课堂互动·考点探究
随堂演练·当堂达标
课时提升作业
判一判： (1)汽车驶过凸形桥高点，速度很大时，对桥的压力可能等于零。( ) (2)汽车过凸形桥或凹形桥时，向心加速度的方向都是向上的。( ) (3)汽车驶过凹形桥低点时，对桥的压力一定大于重力。( ) 答案： (1)√ (2)× (3)√
物理 必修2
第五章 曲线运动
研读教材·自主学习
课堂互动·考点探究
随堂演练·当堂达标
课时提升作业
航天器中的失重现象
1．向心力分析
宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力，
_m__g_－__F_N__＝mvr2。
2．支持力分析 FN＝__m_g_－__m__rv_2_。 3．讨论 当 v＝ gr时，座舱对宇航员的支持力 FN＝0，宇航员处于__完__全__失__重___状态。
物理 必修2
第五章 曲线运动
研读教材·自主学习

m
v2
R
v＝ gR tanθ
轨道对轮缘无挤 压，此时火车的 速度为多大？
若火车的速度大于或 小于这个值时，轨道 对轮缘有挤压吗？
当 v＞ gR tanθ ： 轮缘受到外轨向内的弹力
FN
FN
FG
GF
θ
θ
当 v＜ gR tanθ ： 轮缘受到内轨向外的弹力
真 实 的 火 车 转 弯
飞机转弯:类似于火车转弯
F Fn
G
二、汽车转弯 汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?
FN
Ff
O
mg
汽车在水平路面上转弯所 需要的向心力来源:汽车侧 向所受的静摩擦力。
FN
Ff
O
即：Fn Ff
m v2 R
mg
当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也
越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:
FN
FN ＝mg－m
v2
R
mg
当 FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完
全失重状态。
mg＝m
v2
R
v = gr
FN＝0 时，汽 车的速度为多
大？
临界速度
问题4：汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样？
FN－mg＝m
v2
R
FN
＝mg
+
m
v2
R
F压＝FN ＝mg
做离心运动的条件：
F合 0或F合 Fn
F 0
F mr 2
F mr 2
理解：
1.物体做离心运动，并不是受到“离心力”作用， 更不是“离心力”大于向心力，而是外界提供的 向心力不足或突然消失。

（北）(3)汽车以多大速度凸形桥面顶点时，对桥面 刚好没有压力？
开放设计
一高速公路设计运行时速为108km/h，其中 一转弯处设计圆弧半径为300m。已知汽车 轮胎与地面的最大静摩擦因数为0.25，请 你为该处路面提供设计方案。
谢谢！
板书设计
5-8生活中的圆周运动
一、铁路的弯道：
1、水平轨道：弹力提供向心力
的静摩擦力提供
F“N 供需”不平衡，如Ff 何 m解vR2决？
Ff
O
代入数据可得： Ff=2.4×106N
但轨道提供的静摩擦力最大值：
mg
Ff静m=μmg=1.96×106N
轮缘
铁轨 (轨距)
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、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？
2、斜面轨道：重力与支持力的合力提供向心力
二、拱形桥：
1、凹形桥：——FN超重G

m
v2 r
G
2、凸形桥：——FN失重G

m
v2 r
G
三、航天器中的失重现象：
时，—v — 完g全R失重 FN 0
——马建勋《圆点哲学》
被誉为“天空立法 者”的开普勒认 为：匀速圆周运 动是最为完美的 运动！
§5.8生活中的圆周运动
受力分析：
提供向心力
Ff
FN Ff
O
mg
火车以半径R=300m在水平轨道上转弯，火车质量为
8×105kg，速度为30m/s。铁轨与车轮之间的动摩擦 因数μ =0.25。
向心力由轨道指向圆心
G
FN<G即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重 状态。

二 汽车过桥问题与航天器中的失重现象
1.拱形桥问题 (1)汽车过拱形桥(如图5) 汽车在最高点满足关系：mg－FN＝mvR2，即 FN＝mg－mvR2.
图5 ①当 v＝ gR时，FN＝0.
②当 0≤v< gR时，0<FN≤mg.
③当 v> gR时，汽车将脱离桥面做平抛运动，易发生危险. 说明：汽车通过拱形桥的最高点时，向心加速度向下，汽车对桥的压力小于其自身 的重力，而且车速越大，压力越小，此时汽车处于失重状态.
和铁路轨道的支持力作用，如图所示，FNcos θ＝mg，则 FN＝cmosgθ，内、外 轨道对火车均无侧压力，故 C 正确，A、B、D 错误.
针对训练 (多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4所示，某公路急转
弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋 势.则在该弯道处
高一物理备课组
学习目标
1.会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生 活中的圆周运动问题. 2.了解航天器中的失重现象及原因. 3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.
课前预习
01
一 火车转弯
1.如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由 外轨对轮缘的弹力 提供向心力， 由于质量太大，因此需要很 大 的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮 极易受损，还可能使火车侧翻. 2.铁路弯道的特点 (1)弯道处外轨 略高于 内轨. (2)火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的 内侧 .支持力 与重力的合力指向 圆心 . (3)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和弹力FN的合力 来提供.