57生活中的圆周运动-(高中物理必修2)课件

匀速圆周运动F向心就是物体所受的合外力匀速圆周运动所受的合力有何特征？1）效果：产生向心加速度；2）方向：总指向圆心，是个变力；3）大小：F=ma=mυ2/r=mω2r=mωυ

4）作用：改变线速度的方向。复习:匀速圆周运动F向心就是物体所受的合外力匀速圆周运动所受的合力

向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动得出的，但也适用于变速圆周运动和一般的曲线运动。说明:

在变速圆周和一般曲线运动中，利用上面的公式,求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小，必须用该点的瞬时速度值。向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么？

合力=向心力2、对于变速圆周运动又该如何处理呢？

把力沿着半径方向和切线方向分解；

沿半径方向的合力=向心力3、解决圆周运动问题的基本思想是怎样的？F“供需”平衡物体做圆周运动提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力=提问:1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么？3、解决圆周运动问题的研究圆周运动的要点从“供”“需”两方面来进行研究“供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力“需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圆周运动利用牛顿第二定律列等式求得结果。方法提炼:研究圆周运动的要点从“供”“需”两方面来进行研究方法提炼:2011.10第七节生活中的圆周运动第一课时2011.10第七节生活中的圆周运动第一课时列车转弯一、铁路的弯道列车转弯一、铁路的观察火车车轮思考：火车转弯的向心力来源？观察火车车轮思考：火车转弯的向心力来源？弯

道

你观察到什么了？弯

道

你观察到什么了？FNFG铁路的弯道(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.怎么办?oFNFG铁路的弯道(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力重力G和支持力N的合力提供提供向心力FN(2)、外轨略高于内轨：重力G和支持力N的合力提供提供向心力FN(2)、外轨略高FNGoFF合=mgtanθ=mv2/R火车转弯规定临界速度FNGoFF合=mgtanθ=mv2/R火车转弯规定临界速1、当火车行驶速率时，F=F向，内外轨道对轮缘都没有压力3、当火车行驶速率时，F>F向，

道对轮缘有侧压力2、当火车行驶速率时，F<F向，

道对轮缘有侧压力1、当火车行驶速率

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？容易造成什么事故？如何改进？拓展：汽车转弯汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，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练习OF静v1.在水平面上转弯的汽车，向心力是2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，如果车速度v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N。解：这辆汽车经过弯路时所需向心力据题意，最大静摩擦力只为0.9×104N，所以汽车会发生事故。f2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径3、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N，求这辆汽车安全通过弯道的最大速度？解：这辆汽车经过弯路时路面所能提供的最大向心力3、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径1、拱（凸）形桥2、凹形桥3、平面桥实例2汽车过桥的问题1、拱（凸）形桥2、凹形桥3、平面桥实例2汽车过桥的问题汽车过拱桥汽车过拱桥当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?mgN随V的增大，FN如何变化？当时，汽车离开拱形桥做平抛运动当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?mgN随V的增你见过凹形的桥吗？纪念园里的铁索桥你见过凹形的桥吗？纪念园里的铁索桥汽车过凹形桥mgN汽车过凹形桥mgN比较三种桥面受力的情况FN=GGGGNNN失重超重比较三种桥面受力的情况FN=GGGGNNN失重超重例2：质量为4000kg的汽车,通过半径为40m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多少。(ｇ取10m/s2)例2：质量为4000kg的汽车,通过半径为40m的凸形桥例3：如图所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径都为15ｍ,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0×105N.1.汽车允许的最大速率是多少?2.汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少?（ｇ＝10m/s2）例3：如图所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率三.航天器中的失重现象1.航天员随太空船一起做什么运动？2.宇航员处于什么状态？为什么？三.航天器中的失重现象1.航天员随太空船一起做什么运动？请大家阅读课本28面---思考与讨论说出你的想法请大家阅读课本28面---思考与讨论G－FＮ=mv2/RFＮ=mg－mv2/R

当v=FN=0航天员处于完全失重状态把地球看做一个巨大的拱形桥，是什么力提供给汽车做圆周运动运动的向心力？汽车内的人和车的运动情况一样，故也是失重状态。飞起的汽车犹如绕地球运转的太空船，这就是航天器中的失重现象是根本。G－FＮ=mv2/RFＮ=mg－mv2/R当5.7生活中的圆周运动第二课时5.7生活中的圆周运动第二课时四、离心运动

做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它会怎样运动？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动？1、定义：当向心力突然消失或指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。四、离心运动做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它2.离心运动的条件离心运动的条件：当向心力消失或指向圆心的合力不足以提供向心力F<mω2rF=02.离心运动的条件离心运动的条件：当向心力消失或指向圆心的合

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？

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离心脱水离心甩干●离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内离心脱水离心甩干●离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回制作棉花糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。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。制作棉花糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖汽车在公路转弯处要限速砂轮转速不能过快，防止砂轮做离心运动而瓦解。汽车在公路转弯处要限速砂轮转速不能过快，防止砂轮做离心运动而“供”“需”是否平衡决定物体做何种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F=匀速圆周运动F<离心运动F>向心运动小结向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的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D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故1、下列说法正确的是()BC、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

２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：()a、增大汽车转弯时的速度

b、减小汽车转弯时的速度

c、增大汽车与路面间的摩擦

d、减小汽车与路面间的摩擦

A、a、bB、a、cC、b、dD、b、cD２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以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、为了防止发生事故，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B3、下列说法中错误的有：（）B

思考：司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶，突然发现前方有一堵墙，他是刹车好还是转弯好呢？（设转弯时汽车作匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）分析：设汽车原来的速度为v，汽车与地面的摩擦因数为μ，汽车的质量为m，刹车时：μmg=ma，则a=μg，向前滑行的距离为：s=v2/2a=v2/2μg，转弯时：μmg=mv2/R，得：R=v2/μg因s〈R，故刹车比转弯好思考：司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶，突然发现前5.汽车与路面的动摩擦因数为m

，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问：（1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？（2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平面有一倾角a

，汽车以多大速度转弯使，可以使车与路面间无摩擦力？5.汽车与路面的动摩擦因数为m，公路某转弯处半径为R（设最实例四5.7生活中的圆周运动实例四5.7生活中的圆周运动B一在竖直平面上做匀速圆周运动的物体AA（3）当

时，物体离开圆轨道做曲线运动(1)小球运动到最高点：mgmgFN1。轨道与球（无支撑小球）B一在竖直平面上做匀速圆周运动的物体AA（3）当例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求（1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最低点B，它对圆环的压力是多少？此时小球的向心加速度是多少？ABA例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆TmgTmg过最高点的最小速度是多大?O2.绳物结构TmgTmg过最高点的最小速度是多大?O2.绳物结构例、用细绳栓着质量为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,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TmgO例、用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列

例、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例、如图所示,一质量为m的小球用长为L的细绳悬于O点,使过最高点的最小速度是多大?V=03.杆物结构Ｌ过最高点的最小速度是多大?V=03.杆物结构Ｌ例、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,杆子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反R例、用一轻杆栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s,m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少?OA例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.01、杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0.5kg，绳长l＝60cm，（g取10m/s2

）求：（1）最高点水不流出的最小速率；（2）水在最高点速率v＝3m/s时，水对桶底的压力。m／s；2.5N1、杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶，在竖直平匀速圆周运动F向心就是物体所受的合外力匀速圆周运动所受的合力有何特征？1）效果：产生向心加速度；2）方向：总指向圆心，是个变力；3）大小：F=ma=mυ2/r=mω2r=mωυ

4）作用：改变线速度的方向。复习:匀速圆周运动F向心就是物体所受的合外力匀速圆周运动所受的合力

向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动得出的，但也适用于变速圆周运动和一般的曲线运动。说明:

在变速圆周和一般曲线运动中，利用上面的公式,求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小，必须用该点的瞬时速度值。向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么？

合力=向心力2、对于变速圆周运动又该如何处理呢？

把力沿着半径方向和切线方向分解；

沿半径方向的合力=向心力3、解决圆周运动问题的基本思想是怎样的？F“供需”平衡物体做圆周运动提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力=提问:1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么？3、解决圆周运动问题的研究圆周运动的要点从“供”“需”两方面来进行研究“供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力“需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圆周运动利用牛顿第二定律列等式求得结果。方法提炼:研究圆周运动的要点从“供”“需”两方面来进行研究方法提炼:2011.10第七节生活中的圆周运动第一课时2011.10第七节生活中的圆周运动第一课时列车转弯一、铁路的弯道列车转弯一、铁路的观察火车车轮思考：火车转弯的向心力来源？观察火车车轮思考：火车转弯的向心力来源？弯

道

你观察到什么了？弯

道

你观察到什么了？FNFG铁路的弯道(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.怎么办?oFNFG铁路的弯道(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力重力G和支持力N的合力提供提供向心力FN(2)、外轨略高于内轨：重力G和支持力N的合力提供提供向心力FN(2)、外轨略高FNGoFF合=mgtanθ=mv2/R火车转弯规定临界速度FNGoFF合=mgtanθ=mv2/R火车转弯规定临界速1、当火车行驶速率时，F=F向，内外轨道对轮缘都没有压力3、当火车行驶速率时，F>F向，

道对轮缘有侧压力2、当火车行驶速率时，F<F向，

道对轮缘有侧压力1、当火车行驶速率

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？容易造成什么事故？如何改进？拓展：汽车转弯汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，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练习OF静v1.在水平面上转弯的汽车，向心力是2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，如果车速度v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N。解：这辆汽车经过弯路时所需向心力据题意，最大静摩擦力只为0.9×104N，所以汽车会发生事故。f2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径3、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N，求这辆汽车安全通过弯道的最大速度？解：这辆汽车经过弯路时路面所能提供的最大向心力3、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径1、拱（凸）形桥2、凹形桥3、平面桥实例2汽车过桥的问题1、拱（凸）形桥2、凹形桥3、平面桥实例2汽车过桥的问题汽车过拱桥汽车过拱桥当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?mgN随V的增大，FN如何变化？当时，汽车离开拱形桥做平抛运动当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?mgN随V的增你见过凹形的桥吗？纪念园里的铁索桥你见过凹形的桥吗？纪念园里的铁索桥汽车过凹形桥mgN汽车过凹形桥mgN比较三种桥面受力的情况FN=GGGGNNN失重超重比较三种桥面受力的情况FN=GGGGNNN失重超重例2：质量为4000kg的汽车,通过半径为40m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多少。(ｇ取10m/s2)例2：质量为4000kg的汽车,通过半径为40m的凸形桥例3：如图所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径都为15ｍ,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0×105N.1.汽车允许的最大速率是多少?2.汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少?（ｇ＝10m/s2）例3：如图所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率三.航天器中的失重现象1.航天员随太空船一起做什么运动？2.宇航员处于什么状态？为什么？三.航天器中的失重现象1.航天员随太空船一起做什么运动？请大家阅读课本28面---思考与讨论说出你的想法请大家阅读课本28面---思考与讨论G－FＮ=mv2/RFＮ=mg－mv2/R

当v=FN=0航天员处于完全失重状态把地球看做一个巨大的拱形桥，是什么力提供给汽车做圆周运动运动的向心力？汽车内的人和车的运动情况一样，故也是失重状态。飞起的汽车犹如绕地球运转的太空船，这就是航天器中的失重现象是根本。G－FＮ=mv2/RFＮ=mg－mv2/R当5.7生活中的圆周运动第二课时5.7生活中的圆周运动第二课时四、离心运动

做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它会怎样运动？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动？1、定义：当向心力突然消失或指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。四、离心运动做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它2.离心运动的条件离心运动的条件：当向心力消失或指向圆心的合力不足以提供向心力F<mω2rF=02.离心运动的条件离心运动的条件：当向心力消失或指向圆心的合

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？

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离心脱水离心甩干●离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内离心脱水离心甩干●离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回制作棉花糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。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。制作棉花糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖汽车在公路转弯处要限速砂轮转速不能过快，防止砂轮做离心运动而瓦解。汽车在公路转弯处要限速砂轮转速不能过快，防止砂轮做离心运动而“供”“需”是否平衡决定物体做何种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F=匀速圆周运动F<离心运动F>向心运动小结向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的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D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故1、下列说法正确的是()BC、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

２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：()a、增大汽车转弯时的速度

b、减小汽车转弯时的速度

c、增大汽车与路面间的摩擦

d、减小汽车与路面间的摩擦

A、a、bB、a、cC、b、dD、b、cD２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以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、为了防止发生事故，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B3、下列说法中错误的有：（）B

思考：司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶，突然发现前方有一堵墙，他是刹车好还是转弯好呢？（设转弯时汽车作匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）分析：设汽车原来的速度为v，汽车与地面的摩擦因数为μ，汽车的质量为m，刹车时：μmg=ma，则a=μg，向前滑行的距离为：s=v2/2a=v2/2μg，转弯时：μmg=mv2/R，得：R=v2/μg因s〈R，故刹车比转弯好思考：司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶，突然发现前5.汽车与路面的动摩擦因数为m

，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问：（1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？（2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平面有一倾角a

，汽车以多大速度转弯使，可以使车与路面间无摩擦力？5.汽车与路面的动摩擦因数为m，公路某转弯处半径为R（设最实例四5.7生活中的圆周运动实例四5.7生活中的圆周运动B一在竖直平面上做匀速圆周