生活中的圆周运动优质课市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

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,*,*,*,7,5.7,生活中圆周运动,5/3/2026,1,1/45,知识回顾,向心力特点,方向：,总是指向圆心,作用效果只改变速度 方向，,由物体在半径方向协力提供。,大小,：,物体做圆周运动时，必须有力提供,向心力是按效果命名力,向心力,5/3/2026,2,2/45,提,供,物体做,圆周运动力,物体做圆周运动所,需,力,物体作圆周运动条件,从“供”“需”两方面,硕士活中做圆周运动物体,，,由物体受力情况决定,由物体运动情况决定,F,=,“供需”平衡 物体做圆周运动,本节课,牛顿第二定律F=ma应用,5/3/2026,3,3/45,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),铁路弯道,火车车轮结构,火车车轮有突出轮缘,背景问题1、火车转弯：,5/3/2026,4,4/45,对实际问题进行抽象提炼并建立模型,水平轨道模型,弯曲轨道模型,火车模型,5/3/2026,5,5/45,请思索,：列车脱轨、翻车事故轻易出现在什么地方？,铁路弯道处,5/3/2026,6,6/45,F,N,F,G,1、铁路弯道,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),(1)内外轨道,一样高,时转弯,火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘弹力.,外轨对轮缘弹力F提供向心力F=F,向,因为该弹力是由轮缘和外轨挤压产生,且因为火车质量很大,故轮缘和外轨间相互作用力很大,易损坏铁轨.,怎么办?,背景问题1、火车转弯：,5/3/2026,7,7/45,铁路弯道,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),(2),外,轨,高,内,轨,低,时转弯,G,F,n,N,h,L,此为火车转弯时,设计速度,r,思索:,(1)假如,v,行驶,v,设计,情况怎样?,(2)假如,v,行驶,v,0,时：,当,v,v,0,时：,轮缘不受侧向压力,最安全转弯速度,轮缘受到外轨向内挤压力,外轨易损坏。,轮缘受到内轨向外挤压力,内轨易损坏。,F,弹,F,弹,背景问题1、火车转弯：,铁路,弯道,处,超速,是火车脱轨和翻车主要原因,5/3/2026,9,9/45,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),背景问题2：汽车过桥,黄石长江大桥,汽车过桥问题,5/3/2026,10,10/45,1.求汽车以速度,v,过半径为,r,拱桥,最高点,时对拱桥压力？,【解】,G,和,N,协力提供汽车做圆周运动向心力，由牛顿第二定律得：,可见汽车速度越大对桥压力越小。,N,G,当 时汽车对桥压力为零。（临界速度）,当,大于,临界,时，汽车做什么运动？,飞离桥面做平抛运动！,汽车过桥问题,因为加速度,竖直向下，属,失重,现象。,m,泸定桥,5/3/2026,11,11/45,2.求汽车过凹形路段,最低点,时对路面压力？,N,G,【解】,G,和,N,协力提供汽车做圆周运动向心力，由牛顿第二定律得：,可见汽车,速度V越大，,对桥,压力越大,。,因为加速度,方向,竖直向上，属,超重,现象。,m,5/3/2026,12,12/45,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),F,N,=G,汽车过桥问题小结,5/3/2026,13,13/45,eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所表示,因为轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大地段应是(),A.,a,处 B.b处 C.c处 D.d处,生活中圆周运动,圆周运动(Circular motion),a,b,c,d,D,可能飞离路面地段应是？,当堂练习,5/3/2026,14,14/45,如图687所表示，汽车以一定速度经过一个圆弧形桥面顶点时，关于汽车受力及汽车对桥面压力情况，以下说法正确是(),练习,A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面支持力和向心力,B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面支持力,C.汽车对桥面压力小于汽车重力D汽车对桥面压力大于汽车重力,BC,5/3/2026,15,15/45,思索与讨论,地球能够看做一个巨大拱形桥，桥面半径就是地球半径。会不会出现这么情况：速度大到一定程度时，地面对车支持力是零？这时驾驶员与座椅之间压力是多少？,思索与讨论,5/3/2026,16,16/45,三：航天器中失重现象,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地球引力近似等于他们在地面上重力mg试求座舱对宇航员支持力为零时飞船速度多大?经过求解，你能够判断此时宇航员处于什么状态（超重或失重）。,5/3/2026,17,17/45,对宇航员，重力提供向心力：mg=mv,2,/r,由此能够得出,宇航员处于完全失重状态,此时人对座椅压力为零,5/3/2026,18,18/45,请思索,：为何列车脱轨、翻车事故易出现在拐弯处呢？,5/3/2026,19,19/45,做圆周运动物体，因为本身惯性，总有沿着圆周切线方向飞去倾向.,当Fn=0时，物体沿切线方向飞出,问题一、刚才见到事故都是在什么地方发生？,问题二、你看到这些车子出事故时侧滑或翻滚,方向,都有什么样共同特点？,请思索,5/3/2026,20,20/45,背景问题4 离心运动,F,=0,F,F,绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需向心力由形变绳产生弹力提供若,m,、,r,、,一定，向心力,F,向,=,m,2,r,。,若突然松手，小球将怎样运动？,若绳拉力F小于它做圆周运动所需向心力，小球将怎样运动？,5/3/2026,21,21/45,四,离心运动,1.离心运动：,做圆周运动物体，在提供向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需向心力情况下，就做逐步远离圆心运动。,2.物体作离心运动条件：,F,n,F,需向,思索问题？,F,n,=F,需向,做什么运动？,F,n,=0,做什么运动？,F,n,F,需,向,做什么运动？,F,n,F,需,向,做什么运动？,圆周,近心,切线,离心,5/3/2026,22,22/45,离心抛掷,离心脱水,离心分离,离心甩干,离心运动应用,5/3/2026,23,23/45,用离心机把体温计水银柱甩回玻璃泡内,制作棉花糖原理：,内筒与洗衣机脱水筒相同，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠糖汁就做离心运动，从内筒壁小孔飞散出去，成为丝状抵达温度较低外筒，并快速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。,5/3/2026,24,24/45,O,F,静,v,O,F,v,4.离心运动预防,2、预防：汽车转弯，高速砂轮限速等,5/3/2026,25,25/45,4.离心运动预防：,1）,在水平公路上行驶汽车转弯时,F m,r,2,F,汽车,在水平公路上行驶汽车，转弯时所需向心力是由车轮与路面静摩擦力提供。假如转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。所以，在公路弯道处，车辆行驶不允许超出要求速度。,2）高速转动砂轮、飞轮等,5/3/2026,26,26/45,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力,需,物体做匀速圆周运动所需力,Fn=,圆周运动,Fn,向心运动,小结,5/3/2026,27,27/45,二.拱形桥,1.汽车过拱形桥时,对桥面压力与重力比较,2.圆周运动中超重、失重情况,三.航天器中失重现象,重力提供本身做圆周运动向心力,四.离心运动,1.离心现象分析与讨论,2.离心运动应用和预防,课堂小结火车转弯要求,:,v过大时,:,外侧轨道与轮之间有弹力,v过小时,:,内侧轨道与轮之间有弹力,一.铁路弯道,1.向心力起源:A外轨高于内轨时,重力与支持力协力是使火车转弯向心力B轮缘,2转弯处半径和火车运行速度条件限制.,5/3/2026,28,28/45,处理圆周运动问题基本思绪：,1）找到圆周运动圆平面，确定,圆心,找到,半径,2）受力分析，找到向心力,起源,；,3）利用,向心力公式,F,n,=ma,n,列方程求解,实质是牛顿第二定律在圆周运动中应用只不过这里加速度是向心加速度。,5/3/2026,29,29/45,第二课时,5/3/2026,30,30/45,请问：,1、做匀速圆周运动物体，向心力是谁提供？,2、竖直平面内做圆周运动物体，在最高点和最低点，向心力是谁提供？,协力,5/3/2026,31,31/45,分析做圆周运动物体受力情况,O,mg,F,N,F,f,O,mg,F,N,提供向心力,受力分析,F,f,F,N,+mg,5/3/2026,32,32/45,飞机转弯,:,G,N,F,n,O,5/3/2026,33,33/45,课堂练习,航天飞机中物体处于失重状态，是指这个物体：,(A)不受地球吸引力；,(B)地球吸引力和向心力平衡；,(C)受向心力和离心力平衡；,(D)对支持它物体压力为零。,5/3/2026,34,34/45,拓展与思索：,汽车能经过圆形轨道最高点吗？,R,联想：过山车上人为何不会掉下来,5/3/2026,35,35/45,5/3/2026,36,36/45,5/3/2026,37,37/45,5/3/2026,38,38/45,5/3/2026,39,39/45,5/3/2026,40,40/45,5/3/2026,41,41/45,5/3/2026,42,42/45,5/3/2026,43,43/45,5/3/2026,44,44/45,5/3/2026,45,45/45,