生活中的圆周运动+高一下学期物理人教版必修第二册

必修二4.生活中的圆周运动第六章

圆周运动授课教师：YANG提供物体做圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力向心力的理解供需“供需”平衡物体做匀速圆周运动从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体由物体受力情况决定由物体的运动情况（公式）决定F合=知识回顾火车为什么会发生脱轨事故呢？一、火车转弯—引入问题：火车转弯是什么力提供向心力？铁轨踏面轮缘车轮构造一、火车转弯—原因分析

如果铁路弯道是水平的，那么火车拐弯时将会出现什么情况？危害：由于火车质量大，速度也大，车轮轮缘对外侧轨压力大，所以对轨道容易造成损坏。怎样解决这一问题呢？向心力挤压力车轮轮缘GN.F外轨内轨一、火车转弯—原因分析

θ外轨略高于内轨向心力由重力和支持力的合力来提供那么减小或不受轮缘对外轨的挤压从而可以大大延长使用寿命Fq一、火车转弯—解决方法一、火车转弯—解决方法

质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为R，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。解：GFnNθθR火车转弯规定临界速度:一、火车转弯—定量分析(1)、当火车行驶速率

时，Fn=F合，

内外轨道都不受挤压，对两轮缘都没有压力(3)、当火车行驶速率

时，Fn=F合-F侧，

内轨道受到挤压对轮缘有侧压力(2)、当火车行驶速率

时，Fn=F合+F侧，

外轨道受到挤压对轮缘有侧压力一、火车转弯—结论

高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的斜度。说说这样设计的原因？路面是倾斜的外高内低一、火车转弯—拓展【易错辨析】（1）火车转弯可以简化为水平面上的圆周运动。

（

√

）（2）火车转弯处的轨道内轨要高于外轨。

（

×

）（3）火车转弯时所需的向心力是车轨与车轮间的挤压力提供的。

（

×

）√××一、火车转弯—练习二、汽车过拱形桥—引入为何这三种路面容易爆胎波浪形公路带横向水沟的公路二、汽车过拱形桥—引入拱形桥（凸形桥）凹形桥水平桥二、汽车过拱形桥—桥面类型问题1：汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？F压＝FN＝mg二、汽车过拱形桥—水平桥问题2：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？mgFNv2Rmg－FN＝mv2RFN

＝mg－mv2RF压＝FN

＝mg－m汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重FN

＜mg二、汽车过拱形桥—拱形桥问题3：汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样？FNmgv2RFN

＝mg+mv2RF压＝FN

＝mg+mv2RFN－mg＝m

汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重

若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？FN

＞mg二、汽车过拱形桥—凹形桥爆胎汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点小结失重超重二、汽车过拱形桥—小结v2Rmg＝m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。v2RFN

＝mg－m问题拓展：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对凸桥的压力如何变化？mgFN临界速度三、航天器中的失重现象—引入

地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径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FN=0？由得此时司机处于完全失重状态三、航天器中的失重现象—过程分析第一宇宙速度

航天员在空间站对座椅的压力为零（失重状态）。在物理学的角度怎么解释这个现象呢？中国空间站

三、航天器中的失重现象—太空失重r三、航天器中的失重现象—太空失重mgFN对宇航员：FN=0，宇航员处于完全失重状态三、航天器中的失重现象—太空失重【易错辨析】（1）汽车在拱形桥上行驶，速度较小时，对桥面的压力大于车的重

力。

（

×

）（2）汽车过凹形路面底部时，对路面的压力大于车的重力。

（

√

）（3）运行于太空的航天器中的宇航员处于完全失重状态。

（

√

）（4）处于完全失重状态的物体不受重力作用。

（

×

）×√√×三、航天器中的失重现象—练习F合=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时，物体做圆周运动问题：当“供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？四、离心运动—引入汽车在转弯的时候运动情况分析OF静v

向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的.如果转弯时速度过大，所需向心力Fn大于最大静摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），汽车将做远离圆心的运动而造成交通事故.因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度.当时，汽车做离心运动

Fmax＜m

v2r四、离心运动—案例分析F合＜mω2r，1、定义：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时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动.OF合=mω2r，F

合=0，物体沿切线方向飞出远离圆心物体做匀速圆周运动物体做逐渐远离圆心的运动2.条件：0≤F合＜mω2rF

=F

<F

>匀速圆周运动离心运动向心运动四、离心运动—概念3.生活中的离心运动：离心运动在生活中应用在哪些地方？离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干四、离心运动—生活实例【易错辨析】（1）离心运动是物体惯性的表现。

（

√

）（2）离心运动是物体受到了离心力的作用。

（

×

）（3）离心运动是沿半径向外的运动。

（

×

）√××四、离心运动—练习课堂总结

1.

（离心现象分析）如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做

匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说

法正确的是（

）A.

F突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B.

F突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.

F突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动D.

F突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心√课堂练习

解析：

若F突然消失，则小球所受合力突变为0，小球将沿切线方向匀

速飞出，故A正确；若F突然变小不足以提供小球做圆周运动所需向心力，

小球将做逐渐远离圆心的离心运动，故B、D错误；若F突然变大，超过了

小球做圆周运动所需向心力，小球将做逐渐靠近圆心的运动，故C错误。课堂练习

B.

独轮车转弯的轨道半径增为原来的2倍√课堂练习

课堂练习

3.

（汽车过拱形桥）（2025·广东省惠州市高