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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,人教版高一物理必修二第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动,人教版高一物理必修二第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动人教版高一物理必修二第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动圆周运动的基本规律：,圆周运动的基本规律：,v=r = =2n,T,2,a,n,= = r,2,= v =,v,2,r,F,n,= m =m r,2,=,v,2,r,知识回顾：,1.,物体做圆周运动需满足的条件是什么？,2.,物体做匀速圆周运动需满足的条件是什么？,3.,写出向心力公式,:,外力沿指向圆心的合力（供）等于作圆周运动所需的向心力（需）,合外力指向圆心（供）且等于作圆周运动所需的向心力（需）,分析做圆周运动的物体受力情况,O,mg,F,N,F,f,O,mg,F,N,提供向心力,受力分析,F,f,F,N,+mg,F,“,供需,”,平衡,物体做匀速圆周运动,提供物体做匀速圆周运动的力,物体做匀速圆周运动所需的力,向心力公式的理解,=,从,“,供,”,“,需,”,两方面,研究做圆周运动的物体,（一）自行车转弯,1,、自行车转弯时所需向心,力由静摩擦力提供。,F,N,mg,F,f,mg =F,N,F,f,=m,V,2,r,一、转弯问题,r,V,F,f,= m,V,2,r,想一想：,若一个人骑自行车以速度,V=5m/s,转弯，此过程可以看作匀速圆周运动。已知此处路面与轮胎之间的动摩擦因数为,0.5,，这个人转弯的半径,R,最小是多大？ （最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）,mg= m,V,2,r,r= = m=5m,V,2, g,5,2,0.510,例,1.,火车以半径,R,= 900 m,转弯，火车质量为,m,=,810,5,kg ，速度为,=,30m/s，火车轨距,l=,1.4 m,，要使火车通过弯道时内外轨道不受侧向弹力，外轨与内轨的高度差,h,应为多少？,（,较小时,tan,=sin,）,=0.14m,解：火车在竖直面内受力如图：,l,h,F,N,G,F,由牛顿第二定律得,因为,很小，所以,解得,拓展,1,：若,火车转弯时速度过小，火车受力又有怎样的变化？,内轨会对轮缘产生向外的弹力,F,则,解析：此时,由牛顿第三定律知,火车轮缘对内轨产生侧向压力,拓展,2,：若,火车转弯时速度过大，火车受力又有怎样的变化？,外轨会对轮缘产生向里的弹力,F,则,解析：此时,由牛顿第三定律知,火车轮缘对外轨产生侧向压力,小结：火车在水平面内做匀速圆周运动解题思路：,分别分析物体受力和物体运动规律，求得合外力和所需向心力，然后用牛顿第二定律列方程求解,思考,1,：若,火车转弯时速度过大或过小，会产生怎样后果？,列车,转弯时,速度过快，造成翻车事故,思考,2,：,现在火车要提速，就本节所学知识来看，对铁路还需做怎样的改动？,由例,1,中 可得：,火车要提速，需增加铁路内外轨,的高度差,h,二、火车转弯,外轨,外轮,内轮,内轨,1,、,内外轨道一样高时：,F,向心力,F,由外侧轨道对,外轮,的压力提供,2,、当外轨略高于内轨时：,F,火车的向心力：,由,mg,和,F,N,的合力提供,mg,F,N,火车的力：,竖直向下的重力,mg,垂直轨道面的支持力,F,N,赛车转弯,自行车比赛,R,O,二、拱形桥,解题思路：,分别分析物体受力和物体运动规律，,求得合外力和所需向心力，然后用牛顿第,二定律列方程求解,G,F,解：由牛顿第二定律得：,解得：,由牛顿第第三定律得：,汽车处于,（超、失）重状态,失,𝝊,R,O,G,F,𝝊,解：由牛顿第二定律得：,解得：,由牛顿第第三定律得：,汽车处于,（超、失）重状态,超,例、质量为,m,的汽车以恒定的速率,v,通过半径为,r,的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？,二、拱型桥,黄石长江大桥,h,例、质量为,m,的汽车以恒定的速率,v,通过半径为,r,的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？,解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：,汽车通过桥顶时：,mg,F,N,F,N,由牛顿第二定律：,由牛顿第三定律：,O,r,注意：,汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则,F,N,将消失,汽车将飞离 桥面。,你见过凹形的桥吗？,泸定桥,实例研究,2,过拱桥,1,、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表,2,、研究方法与水平面内圆周运动相同,比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为,m,，桥面半径为,R,，此时速度为,v,。,G,F,N,G,F,N,失重,超重,a,a,最高点,最低点,研究与讨论,1,、若速度过快，汽车做何种运动？,提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动,2,、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？,G,F,N,过山车,水流星,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,练习,2,飞车走壁,摩托车飞车走壁，请分析受力情况，解释现象,练习,3,如图为过山车轨道的一部分，若要使车厢能安全通过圆形轨道，车厢应从多高处释放？不计一切摩擦与阻力。,R,h,？,h,由牛顿第二定律：,G,F,N,F,N,拓展,:,汽车以恒定的速率,v,通过半径为,r,的凹型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？,解：汽车通过底部时，受力情况如图：,注意：,汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则,F,N,过大,汽车可能压坏 凹型桥或者爆胎。,r,拱型桥：,凹型桥：,无论过拱型桥还是凹型桥，都应当减速行驶。,mg,F,N,根据牛顿第二定律：,地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径,R,（,R=6400km,），,若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？,此时司机处于完全失重状态。,生活中有很多运动都可以看作圆周运动，解决这类问题的关键就是,（,1,）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；,（,2,）进行受力分析，画出受力分析图,;,（,3,）求出在半径方向的合力，即向心力；,（,4,）用牛顿第二定律 结合匀速圆周,运动的特点列方程求解。,处理圆周运动问题的一般步骤：,选准研究对象进行受力分析。,实际火车车轮与铁轨模型,2,、优点,1,、做圆周运动时向心力由哪些力提供？,摩擦力、轮缘与铁轨间的弹力的合力提供,F,1,F,f,F,1,F,f,3,、缺点,结构简单，便于实现,轮缘与铁轨有挤压，车轮与铁轨都有磨损,垫高外轨,利用支持力的分力提供一部分向心力，达到“供需”平衡。,2,、优点,1,、做圆周运动时向心力由哪些力提供？,3,、缺点,可以减少对摩擦力的需要,需要改造铁路，设计施工难度大,讨论,3,、若汽车沿圆弧桥面从顶端下滑，分析汽车的运动情况。,R,分析：由物体重力及支持力沿半径方向的合外力提供向心力，若车速度过快，车会离开桥面做斜下抛运动,即将离开时,F,N,=0,五、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。这种运动叫做离心运动。,2,、物体作离心运动的条件：,四,.,汽车在水平公路转弯,1.,由什么提供向心力,?,2.,汽车转弯时为什么要减速,?,3.,若已知车与地有,、转弯的半径,r,则汽车的速度应控制在什么范围？,F,汽车,汇报结束,谢谢大家,!,请各位批评指正,
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