1、5.7生活中的圆周运动2、向心力总是向心力总是指向圆心指向圆心,只只改变速度改变速度 的方向的方向，大小大小：rvmFn2复习回顾复习回顾1、物体做圆周运动时、物体做圆周运动时，需要有向心力，需要有向心力向心力是按效果命名的向心力是按效果命名的力，由其它力力，由其它力沿半径方向的合力提供沿半径方向的合力提供提提供供物体做物体做圆周运动的圆周运动的力力物体做圆周物体做圆周运动所运动所需需的的力力物体作圆周运动的条物体作圆周运动的条件件从从“供供”“需需”两方面两方面研究生活中做圆研究生活中做圆周运动的物体周运动的物体，由物体受力情由物体受力情况决定况决定由物体的运动情由物体的运动情况决定况决定F
2、rvm2=“供需供需”平衡平衡 物体做圆周物体做圆周运动运动本节课本节课牛顿第二定律牛顿第二定律F=ma的的应用应用生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)铁路的铁路的弯道弯道火车车轮的火车车轮的构造构造火车车火车车轮有突轮有突出的轮出的轮缘缘圆周问题圆周问题1 1：火车转弯：火车转弯对实际问题进行抽象提炼并对实际问题进行抽象提炼并建立模型建立模型水平轨道水平轨道模型模型弯曲轨道模弯曲轨道模型型火车模火车模型型FNFG1、铁路的、铁路的弯道弯道生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三火
3、车车轮受三个力：重力、个力：重力、支持力、外轨支持力、外轨对轮缘的弹力对轮缘的弹力.外轨对轮缘的外轨对轮缘的弹力弹力F提供向提供向心力心力F=F向向由于该弹由于该弹力是由轮力是由轮缘和外轨缘和外轨的挤压产的挤压产生的生的,且由且由于火车质于火车质量很大量很大,故故轮缘和外轮缘和外轨间的相轨间的相互作用力互作用力很大很大,易损易损坏铁轨坏铁轨.rvmF2怎么办怎么办?背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：铁路的铁路的弯道弯道生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)(2)外轨高内轨低时转弯rvmmg2tan Lghrvrvmmg2sin rvmLhmg2
4、GFnNhL此为火此为火车转弯车转弯时的时的设设计速度计速度r思考思考:(1)如果如果v行驶行驶v设计设计,情情况如何况如何?(2)如果如果v行驶行驶v设计设计,情情况如何况如何?很小很小时时,sin,sintantan背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：F弹弹F弹弹Lghrv0背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：铁路铁路弯道弯道处处超速超速是是火车脱轨和翻车的火车脱轨和翻车的主要原因主要原因生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)背景问题背景问题2 2：汽车过桥：汽车过桥黄石长江黄石长江大桥大桥汽车过桥问题mg和和FN的合力提供汽车的合
5、力提供汽车做圆周运动的向心力，做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的可见汽车的速度越大对桥的压力越小。压力越小。vgr FNmgv当当 时汽车对桥的压力为零。时汽车对桥的压力为零。（临界速度）（临界速度）当当大于大于临界临界时，汽车做什时，汽车做什么运动？么运动？汽车过桥问题amrvmFmgN2rvmmgFN211泸定桥FNmgvG和和N的合力提供汽车的合力提供汽车做圆周运动的向心力，做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：由牛顿第二定律得：a超重超重现象。现象。mrvmmgFN2rvmmgFN2生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circula
6、r motion)rvmFmgN2FN=mgrvmmgFN2汽车过桥问题汽车过桥问题小结小结1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如地形如图所示图所示,由于轮胎太旧由于轮胎太旧,途中爆胎途中爆胎,爆胎可爆胎可能性最大的地段应是能性最大的地段应是()A.a处处 B.b处处 C.c处处 D.d处处 圆周运动(Circular motion)abcdD当堂练当堂练习习2、如图所示，汽车以一定的速度经过一如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是
7、的是()A.在竖直方向汽车受到三个力：在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车汽车对桥面的压力小于汽车的重力的重力D汽车对桥面的压力大于汽汽车对桥面的压力大于汽车的重力车的重力 思考与讨思考与讨论论地球可以看做一个地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半的半径就是地球的半径。会不会出现这样径。会不会出现这样的情况：速度大到一的情况：速度大到一定程度时，地面对车定程度时，地面对车的支持力是零？这时的支持力是零？
8、这时驾驶员与座椅之间的驾驶员与座椅之间的压力是多少？压力是多少？思考与讨思考与讨论论三：航天器中的失三：航天器中的失重现象重现象 假设宇宙飞船总质量为假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半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径近似等于地球半径r，航天员质量为，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力于他们在地面上的重力mg试求座舱对宇试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大航员的支持力为零时飞船的速度多大?通过通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么求解，你可以
9、判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。状态（超重或失重）。对宇航员，重力提供向对宇航员，重力提供向心力：心力：mg=mv2/r由此可以得出由此可以得出vgr 宇航员处宇航员处于完全失于完全失重状态重状态此时人对座椅此时人对座椅的压力为零的压力为零请思考请思考：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现在拐弯处呢？在拐弯处呢？做圆周运动的物体，由于本身的惯性，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总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.当当Fn=0时，物体沿切线方时，物体沿切线方向飞出向飞出问题一、刚才见到的事故都是在什么地问题一、刚才见到的事故都
10、是在什么地方发生的？方发生的？问题二、你看到这些车子出事故时的侧滑问题二、你看到这些车子出事故时的侧滑或翻滚或翻滚方向方向都有什么样的共同特点？都有什么样的共同特点？请思考请思考背景问题背景问题4 离心运动离心运动F=0FF22Fmr 绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形变的绳产生的弹力提供。若所需的向心力由形变的绳产生的弹力提供。若m、r、一定，向心力一定，向心力F向向=m2r。若突然松手，小球将怎若突然松手，小球将怎样运动？样运动？若绳的拉力若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向心力，小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动
11、？小球将怎样运动？1.1.离心运动：离心运动：离心运动的应用用离心机把体温用离心机把体温计的水银柱甩回计的水银柱甩回玻璃泡内玻璃泡内制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面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。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，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，像迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。一团团棉花。OF静静vOFv 2、防止：汽车转弯，高
12、速砂、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等轮限速等1下列说法中正确的是（）A物体做离心运动时，将离圆心越来越远B物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆C做离心运动的物体，一定不受到外力的作用D做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动A2如图所示，已知半圆形碗半径为R，质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧最底端速率为v，碗仍静止，此时地面受到碗的压力为()B人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版3摩天轮顺时针匀速转动时，重为
13、G的游客经过图中a、b、c、d四处时，以下说法正确的是（）A游客在a处受的摩擦力向右B游客在b处受的支持力小于GC游客在c处受的摩擦力等零D游客在d处受的支持力大于GC人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版24如图所示，小物块位于放在地面上半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是（）A小物块立即离开球面做平抛运动B小物块落地时水平位移为 RC小物块沿球面运动D小物块落地时速度的方向与地面成45角AB人教版高中物
14、理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版mgO绳mgO轨道模型一：细绳、圆形内轨道模型模型一：细绳、圆形内轨道模型拓展人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版小球小球恰好恰好过最高点的条件：过最高点的条件：grvT0,0当当v=v0，小球小球恰好能够通过最恰好能够通过最高点；高点；当当vv0，小球小球能够通过最能够通过最高点。高点。RvmmgT2
15、最高点：最高点：人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版O杆O管道模型二：轻杆、圆管模型二：轻杆、圆管模型模型人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版gRv（1）：轻轻杆提供杆提供向下向下拉力（圆管的外壁受到挤压提供向下的支持力）拉力（圆管的外壁受到挤压提供向下的支持力）RvmmgT2)(2RvmmgFN：轻杆提供轻杆提供向上向上的支
16、持力（圆管的内壁受到挤压提供向上的的支持力（圆管的内壁受到挤压提供向上的支持力）支持力）：重力恰好提供向心力，轻杆（圆管）对球没有力的作用重力恰好提供向心力，轻杆（圆管）对球没有力的作用RvmFmgN2gRv（2）gRv0（3）0v（4）mgFN：轻杆（圆管的内壁）提供向上的支持力轻杆（圆管的内壁）提供向上的支持力恰能过最高点恰能过最高点人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版总结：总结：竖直平面内圆周运动的临竖直平面内圆周运动的临界问题界问题物理情景物理情景图示
17、图示在最高点的临在最高点的临界特点界特点做圆周运动做圆周运动条件条件细绳拉着细绳拉着小球在竖小球在竖直平面内直平面内运动运动T=0T=0 在最高点时在最高点时速度应不小速度应不小于于小球在竖小球在竖直放置的直放置的光滑圆环光滑圆环内侧运动内侧运动F FN N=0=0 在最高点时在最高点时速度应不小速度应不小于于小球固定小球固定在轻杆上在轻杆上在竖直面在竖直面内运动内运动V0V0F F向向00F F向向=F=FT T+mg+mg 或或F F向向=mg-F=mg-Fn n在最高点速在最高点速度应大于度应大于0 0小球在竖小球在竖直放置的直放置的光滑管中光滑管中运动运动V0V0F F向向00F F向
18、向=F=FT T+mg+mg 或或F F向向=mg-F=mg-Fn n在最高点速在最高点速度应大于度应大于0 0rvmmg2grvrvmmg2grvgrgr人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版例题1：绳子系着装有水的木桶，在竖绳子系着装有水的木桶，在竖直面内做圆周运动，水的质量直面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳子长度为绳子长度为L=60cm，求：，求：（1）最高点水不留出的最小）最高点水不留出的最小速度？速度？（2）设水在最高点速度为）设水在最高点速
19、度为v=3m/s，求水，求水对桶底的压力？对桶底的压力？（1）在最高点水不流出的最小速率为 m/s（2）水对桶底的压力为2.5N6人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版例题2：如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到杆子的拉力为3mg，则小球在最低点的速度是多少？O（1）速度为0，受到重力和向上的支持力（2）gL2人教版高中物理必修2
20、5.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版3杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是（g10 m/s2）（）A“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N
21、B人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动(共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单位水体该鱼的产量有可能相同3.物体的两个分运动是直线运动，则它们的合运动一定是直线运动4.若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长
22、素促进切段细胞伸长的作用。6.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一定值时，就会促进切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反过来又抑制了生长素促进切段细胞伸长的作用。7.先用低倍镜找到叶肉细胞，然后换用高倍镜观察。注意观察叶绿体随着细胞质流动的情况，仔细看看每个细胞中细胞质流动的方向是否一致致。8.内质网以类似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡离开内质网，移动到高尔基体与高尔基体融合，成为高尔基体的一部分。高尔基体又以“出芽”方式形成小泡，移动到细胞膜与细胞膜融合，成为细胞膜的一部分。9.使细胞具有一个相对稳定的内部环境。在物质的运输与交换及信息传递中起决定性作用。10.核糖体普遍分布在原核细胞和真核细胞中，因此根据核糖体的有无不能确定这些生物的类别。11.汗液的主要成分是水，也含有无机盐和尿素等物质。酷暑季节，室外作业的工人出汗多，水、无机盐被排出，造成体内水、无机盐的含量减少。失水过多，会脱水而危及生命。生物体内无机盐离子必须保持一定的比例，这对维持细胞内的渗透压和酸碱平衡很重要，这是生物体进行正常生命活动必要的条件。大量出汗后，除补充水分外，还应该补充无机盐，所以应喝盐汽水。
