（2021新人教版）高中物理必修第二册6.2向心力ppt课件（含素材）.zip

第六章 圆周运动 6.2 向心力 学习目标 1、知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心 力的来源； 2、感受影响向心力大小的因素。通过实验探究他们 之间的关系； 3、掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向 心力； 4、知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 1、小球受哪些力？ 2、这几个力的合力是什么？沿什么方向？ 3、这个合力起什么作用？ 想一想 看一看 FN G F FN与G相抵消，所以合力为F，指向圆 心，改变速度方向 O F F F v v v O 小球受力分析： 结论：做匀速圆周运动的小球，合 外力指向圆心，与速度v垂直 总指向圆心，沿半径方向与线速度垂 直，方向不断变化 只改变线速度的方向，不改变线速度的 大小 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指 向圆心，这个指向圆心的力叫做向心力 2、方向特点： 3、效果： 1、定义： 一、向心力 4、向心力的来源： 向心力不是一种特殊的力，它可能是重力或 弹力或摩擦力，或者是某个力的分力，还可 能是它们的合力. 向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析 时不要把向心力当作一个独立的力. 注意： 地球围绕太阳转 向心力的来源分析 地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动 ，试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合 外力的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。 该吸引力指向地球做匀速圆周运动的圆心即日心。 使转台匀速转动，转台上的物体也随之 做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对 滑动。你可以分析物体受到的力吗？ 物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。 N G f 几种几种常见的匀速常见的匀速圆周运动受力图圆周运动受力图 O mg FN F F N N +mg+mg T G F合 几种几种常见的匀速常见的匀速圆周运动受力图圆周运动受力图 几种几种常见的匀速常见的匀速圆周运动受力图圆周运动受力图 O O FT mg F合 圆 锥 摆 物块随着圆桶一 起匀速转动时, 物块的受力? 桶对物块的 支持力提供 向心力 G f FN 几种几种常见的匀速常见的匀速圆周运动受力图圆周运动受力图 F 合 O O R m m O r mg N mg N F 合 Fn= F合 几种几种常见的匀速常见的匀速圆周运动受力图圆周运动受力图 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 探究向心力的大小： 1、提出问题：向心力的大小与哪些因素有关？ 2、猜想假设 ： Fn与m、r、有关 3、设计实验 ： 4、进行实验： 控制变量法 保持r、m一定Fn与的关系 保持m、一定Fn与r的关系 保持r、一定Fn与m的关系 5、得出结论： 保持r、m一定 Fn 2 保持m、一定 Fn r 保持r、一定Fn m Fn km2r 向心力演示器 二、向心力大小： 根据线速度、角速度与周期、转速的关系，试着 推导一下向心力与周期、转速的关系 匀速圆周运动的受力特点： 方向始终指向圆心，不断改变 大小保持不变 三、变速圆周运动和一般曲线运动 阅读课本P29P30思考回答以下问题： 1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的 ？ 2、怎么分析研究一般的曲线运动？ 1、做变速圆周运动的物体所受的力 F Fn Ft Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. 加速 2、处理一般曲线运动的方法： 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以 看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它 们具有不同的曲率半径.注意到这点区别之后，在分析 质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运 动的分析方法进行处理了. r1 r2 3、向心力的大小 2、向心力的作用效果： 1、向心力的方向： 4、变速圆周运动中的合力并非向心力 在匀速圆周运动中 合力充当向心力 指向圆心 改变速度的方向 小结 例1：关于向心力说法中正确的是（ ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以 外的一种新的力 B 例2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为 12,转动半径之比为12,在相同时间内甲转过4周 ，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ） A.14 B.23 C.49D.916 C 例3、把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以 使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周 运动，如图，小球的向心力是什么力提供的？ 解析：小球受力分析如 图。 G F 可见，向心力是重力G和 支持力F的合力提供的.也 可以认为是支持力F在水 平方向的分力提供的 上题中，若小球转动的角速度为，如图倾角为， 试求小球做圆周运动的半径。 解析：小球受力分析如 图。 m g F 可知小球做圆周运动的向心力 Fn为是重力G和支持力F的合 力，有： Fn=mg tan = mr2 解得：r = g tan/2 1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中 ，正确的是（） A物体除受到其他的力外还要受到一个向心力 B物体所受的合外力提供向心力 C向心力是一个恒力 D向心力的大小一直在变化 B 课堂练习 2 、如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止， 跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况 是（ ） A、受重力、支持力 B、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C、受重力、支持力、向心力、摩擦力 D、以上均不正确 B 课堂练习 3 、关于关于向心力说法中正确的是（向心力说法中正确的是（ ） A A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力力 B B、向心力不改变速度的大、向心力不改变速度的大小小 C C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不 变变的的 DD、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩 擦力以外的一种擦力以外的一种新的力新的力 B 课堂练习 4、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲 线由M向N行驶，速度逐渐减小。下图分 别画出了汽车转弯时所受合力F的四种 方向，你认为正确的是 ( ) B 5关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列 说法正确的是 () A向心力是一个恒力 B因向心力指向圆心，且与线速度垂直，所以它不 能改变线速度的大小 C向心力是物体所受的合力 D向心力和向心加速度的方向都是不变的 BC 6、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？ 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： G Ff FN