6.2向心力ppt课件（含视频）-（2019）新人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动.rar

第六章 圆周运动6.2向心力你知道它们在运动过程中所受合力的方向有什么特点吗？思考：一个小球在细线的牵引下，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动（小球与桌面上的阻力很小，可以忽略不计）。小球受到哪几个力作用？什么力使小球做匀速圆周运动？该力的方向指向何方？GFNTO结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与线速度V垂直。 对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小不发生改变，因此所受合力只改变速度的方向。OFFFVVOV1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个 指向圆心的力叫作向心力，用Fn表示。2.方向：指向圆心，向心力方向与速度方向垂直，是变力。3.作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。一、向心力4.向心力的来源：向心力是根据力的作用效果命名的，它是由 某个力或几个力的合力或某个力的分力提供的。圆锥摆mgOOlmF合TOOlmmgTTXTy拉力和重力的合力提供向心力。拉力的分力提供向心力。F引引力提供向心力GFNT弹力提供向心力OGFNFf物块随转盘一起做匀速圆周运动摩擦力提供向心力分析：在以下场景中，是什么力提供了物体做匀速圆周运动的向心力？FfGFfFNGFN探究向心力大小的表达式1.定性实验：感受向心力（1）沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。初步结论：向心力的大小与物体的质量、角速度、轨道半径等因素有关系。（2）依次改变沙袋质量、沙袋转动的速度、绳的长度等，感受向心力的变化。二、向心力的大小2. 定量实验：向心力Fn的大小与物体的质量m、角速度、轨道半径r有怎样的关系呢？向心力演示器2. 定量实验：向心力的大小与物体的质量m、角速度、轨道半径r有怎样的关系呢？向心力演示器（1）角速度 ：调节变速塔轮的半径比，可以获得不同的角速度比。2. 定量实验：向心力的大小与物体的质量m、角速度、轨道半径r有怎样的关系呢？向心力演示器（2）轨道半径r ：长槽、短槽。（3）质量m ：两个钢球和一个铝球。实验过程：控制变量的方法（1）在角速度、轨道半径不变的条件下，探究向心力与质量的关系：实验结论：在、r不变的条件下， Fn m 1:2r1:r2m1:m2F1:F2实验一1:11:11:21:2实验过程：控制变量的方法（2）在角速度、质量不变的条件下，探究向心力与轨道半径的关系：实验结论：在、m不变的条件下， Fn r 1:2r1:r2m1:m2F1:F2实验二1:11:12:12:1实验过程：控制变量的方法（3）在质量、轨道半径不变的条件下，探究向心力与角速度的关系：实验结论：在m、r不变的条件下， Fn 2 1:2r1:r2m1:m2F1:F2实验三1:11:11:11:11:21:41:31:9图6.2-5表示做圆周运动的沙袋正在加速转动的情况。O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力。根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大；Fn指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。例：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，图中甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为哪种是正确的？vFtFtFnFn丙图正确vvvr2r1一般的曲线运动（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。（2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样，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来处理了。常见匀速圆周运动的实例例1、(多选)如图所示，在粗糙水平木板上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板始终静止，则()A物块始终受到三个力作用B物块受到的合外力始终指向圆心C在c、d两个位置，物块所受支持力N有最大值，摩擦力f为零D在a、b两个位置物块所受摩擦力提供向心力，支持力NmgBD例2、图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO转动，设绳长L10 m，质点的质量m60 kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d4.0 m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角37，不计空气阻力及绳重，且绳不可伸长，sin370.6，cos370.8，g10 m/s2，求质点与转盘一起做匀速圆周运动时：(1)绳子拉力的大小；(2)转盘角速度的大小。 BCDDAA、B两球受到的向心力之比为21BA、B两球角速度之比为11CA、B两球运动半径之比为12DA、B两球线速度之比为12 BCDDAA球的速率小于B球的速率BA球的角速度大于B球的角速度CA球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力DA球的转动周期大于B球的转动周期D