人教版高中物理《向心力》课件.ppt

1、5.6 向心力向心力 高一物理第五章 曲线运动第一页，共20页。向向心心加加速速度度公公式式 anrv2224Tr2rrn2241 1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？第二页，共20页。V 把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：可得：rvmFn2rmFn2第三页，共20页。1.1.定义：定义：做匀速圆周运动的物体所受到的做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心指向圆心的的合外力合外力，叫，叫向心力向心力。2.2.特点：特点：方向始终方向始终与与V V垂直垂直，指向，指向圆心。圆心。时刻发生变化，时刻发生变化，是是

2、变力。变力。vmRmRvmFn223.3.大小：大小：RnmRfmRTm2222224444.4.效果：效果：只改变速度的方向只改变速度的方向,不改变速度的不改变速度的大小大小第四页，共20页。用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是在线速度一定情况下，线越长越易断在线速度一定情况下，线越长越易断A A在线速度一定情况下，线越短越易断在线速度一定情况下，线越短越易断B B在角速度一定情况下，线越长越易断在角速度一定情况下，线越长越易断C C在角速度一定情况下，线越短越易断在角速度一定情况下，线越短越易断D D学生展示第五页，共20页。注意注意

3、：1 1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。力所提供。2 2、向心力是根据力的作用、向心力是根据力的作用效果效果来命名的来命名的，受力分析时，受力分析时不要不要把向心力当作一个把向心力当作一个独立的独立的力力画出来画出来。第六页，共20页。O OO OF F向向=F=F合合=F=F第七页，共20页。第八页，共20页。研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作是圆周运动的部分。指向圆心的分力Fn产生的加速度就是向心加速度。仅有

4、向心加速度的运动是匀速圆周运动。1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。m、r、转n圈数所用时间t、l摆球只受重力、拉力的作用Ff=mgFn=m(42/T2)向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。匀速圆周运动实例分析向心力的来源物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。B两小球角速度必相等向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式时刻发生变化，是变力。Fn=m rFn=m r把向心加速度的表达

5、式代入牛顿第二定律，可得：摆球做匀速圆周运动的向心力为G GF Ff fF FN N第九页，共20页。OORmmOrmgFNF合合mgFNF合合F合合mg tan竖直方向竖直方向:FN cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球第十页，共20页。实验：实验：用用圆锥摆圆锥摆粗略验证向心力的表达式粗略验证向心力的表达式小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想rOGF合F结论结论:向心力由拉力向心力由

6、拉力F和重力和重力G的的合力提供合力提供第十一页，共20页。1、实验的基本原理？通过运动求得Fn；通过受力分析求得F合；将Fn 和F合 进行比较。2、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m(42/T2)m？r？v？m、r、转n圈数所用时间t、l第十二页，共20页。在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是()效果：只改变速度的方向,不改变速度的大小匀速圆周运动实例分析向心力的来源做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它所受的合外力F

7、n=m r钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff小球受到哪些力的作用？水平方向：F合=m2 R sin通过受力分析求得F合；向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。在角速度一定情况下，线越长越易断它只改变速度大小，不改变速度方向。在线速度一定情况下，线越长越易断它只改变速度方向，不改变速度大小。跟圆周相切的分力Ft产生的加速度叫切向加速度。Fn=m r轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。Ff=mg质量为质量为m m的球用长为的球用长为L L的细绳悬于天花板的的细

8、绳悬于天花板的O O点，并使之在水点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成角，则以下角，则以下正确的是正确的是A.A.摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受重力、拉力和向心力的作用B.B.摆球只受重力、拉力的作用摆球只受重力、拉力的作用C.C.摆球做匀速圆周运动的向心力为摆球做匀速圆周运动的向心力为D.D.摆球做匀速圆周运动的周期为摆球做匀速圆周运动的周期为gLcos2tanmg 学生展示第十三页，共20页。OFFtOFn 线速度大小变化的圆线速度大小变化的圆周运动为变速圆周运动周运动为变速圆周运动。做变速圆周运动的物做变速圆周运动的物体受到的合外力

9、体受到的合外力F F不是指不是指向圆心，根据力向圆心，根据力F F产生的产生的效果可以分解为两个互相效果可以分解为两个互相垂直的分力：跟圆周相切垂直的分力：跟圆周相切的分力的分力F Ft t和指向圆心的分和指向圆心的分力力F Fn n。第十四页，共20页。OFFtOFn 跟圆周相切的分力跟圆周相切的分力F Ft t产生的加产生的加速度叫速度叫切向加速度切向加速度。它只改变。它只改变速度速度大小大小，不改变速度方向。，不改变速度方向。指向圆心的分力指向圆心的分力F Fn n产生的加产生的加速度就是速度就是向心加速度向心加速度。它只改。它只改变速度变速度方向方向，不改变速度大小。，不改变速度大小。

10、仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时具有向仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。第十五页，共20页。研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分割研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作是圆周运动的部分。看作是圆周运动的部分。第十六页，共20页。在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的

11、是列说法正确的是()()A A两小球速率必相等两小球速率必相等B B两小球角速度必相等两小球角速度必相等C C两小球加速度必相等两小球加速度必相等D D两小球到转轴距离与其质量成反比两小球到转轴距离与其质量成反比 BD学生展示第十七页，共20页。下列关于向心力的说法正确的是下列关于向心力的说法正确的是 A.A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B.B.向心力不改变做圆周运动物体的速度大小向心力不改变做圆周运动物体的速度大小 C.C.做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它所做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它所受的合外力受的合外力 D.D.做匀速圆周运动的物体其

12、向心力不变做匀速圆周运动的物体其向心力不变学生展示第十八页，共20页。如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：Ff=mg其中：Ff=FN而由向心力公式：FN=m2r解以上各式得：GFfFNrg学生展示第十九页，共20页。3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、向心力的方向：向心力的方向：4 4、变速圆周运动中的合力并非向心力、变速圆周运动中的合力并非向心力Fn=m v2rFn=m r2Fn=m r 42T 2在匀速圆周运动中合力充当向心力在匀速圆周运动中合力充当向心力指向圆心指向圆心改变速度的方向改变速度的方向第二十页，共20页。