（2019）新人教版高中物理高一下学期必修第二册第六章第二节向心力ppt课件（含视频）.rar

1、传动装置线速度的关、传动装置线速度的关系系a、皮带传动皮带传动b b、齿轮传动齿轮传动两个重要的结论两个重要的结论 结论结论; 在皮带传动，齿轮传动的过程中，在皮带传动，齿轮传动的过程中，皮带皮带 上各点以及两轮边缘上各点上各点以及两轮边缘上各点的线速度大的线速度大小相等。小相等。ABC2、同轴转动轮上各点的角速度关同轴转动轮上各点的角速度关系系结论：同轴转动轮上各点的角速度相等结论：同轴转动轮上各点的角速度相等vvvo做圆周运动的物体，线速度的方向是时刻改变着的。那么迫使物体做圆周运动的力有何特点呢？运动状态不断改变一定受到外力一定存在加速度第二节第二节 向心力向心力 第第六章六章 圆周运动圆周运动 FN与G相互抵消，合力为FTOOGFNFT1、小球受力分析vvvOFTFTFT合力指向圆心，与速度方向垂直2、合力的特点向心力 一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。1 1、定义：、定义：做做匀速匀速圆周运动的物体所受的圆周运动的物体所受的合力合力总指向总指向圆心圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力。这个指向圆心的力就叫作向心力。一、向心力2 2、向心力的特点、向心力的特点（1 1）方向始终指向）方向始终指向圆心圆心，并，并与与v垂直垂直（2）方向时刻发生变化，）方向时刻发生变化，是是变力变力恒力恒力or变力变力?3.作用效果作用效果:只改变线速度只改变线速度 v 的方向的方向 , ,不改变线速度不改变线速度 v 的的大小大小（1）向心力是根据力的作用）向心力是根据力的作用效果效果 来命名来命名的，受力分析时的，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独立的力。立的力。（2）做匀速圆周运动的物体的向心力是做匀速圆周运动的物体的向心力是由由某个力某个力 如（如（ 重力、弹力、摩擦力等）重力、弹力、摩擦力等）或者或者 几个力的合力几个力的合力 提供提供 ，或者是，或者是 某个力某个力的分力的分力 所提供。所提供。4、向心力的命名、向心力的命名使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运使转台匀速转动，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？到的力吗？思考：FNGf静指向圆心的静摩擦力提供向心力。什么力提供向心力？什么力提供向心力？地球绕太阳做圆周运动：万有引力提供向心力。光滑面上小球做圆周运动：绳子拉力提供向心力。F引引OOGFNFT5、向心力的来源分析、向心力的来源分析FnF拉拉G 飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。也可以说是拉力的分力F1提供的。F1F2问：飞椅和人整体受到了哪些力飞椅和人整体受到了哪些力? ?飞椅与人运飞椅与人运 动时什么力提供向心力？动时什么力提供向心力？GFNf1、赛车水在平面上做圆周运动：TGF合合2、花样滑冰运动员：指向圆心的摩擦力。男运动员对女运动员的拉力与重力的合力几几种种常常见见的的匀匀速速圆圆周周运运动动受受力力图图3 3、物块随着圆桶一起匀速转动时、物块随着圆桶一起匀速转动时, ,物块受到物块受到的力的力 ? ?桶对物块的支持力桶对物块的支持力提供向心提供向心力力GfFN几几种种常常见见的的匀匀速速圆圆周周运运动动受受力力图图什么力提供向心力什么力提供向心力？竖直方向：竖直方向：FfG水平方向：水平方向：F合合=FN感受向心力感受向心力 如图所示，在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手如图所示，在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球，并。换用不同质量的小球，并改变小球转动的速度和绳的改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化长度，感受向心力的变化。猜想：猜想：向心力大小可能与哪些因素有关？向心力大小可能与哪些因素有关？向心力大小向心力大小 :小球质量小球质量 、转动速度转动速度 、转动半径转动半径做一做思考：思考：用什么实验方法来探究向心力的大小呢用什么实验方法来探究向心力的大小呢？向心力演示仪精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：通过角速度与线速度关系v=r通过角速度与周期的关系如图所示，细绳的一端固定于如图所示，细绳的一端固定于O O点，另一端系一个小球点，另一端系一个小球，在，在O O点的正下方钉一个钉子点的正下方钉一个钉子A,A,小球从一定高度摆下。小球从一定高度摆下。经验告诉我们经验告诉我们, ,当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。请解释这一现象。近小球，绳就越容易断。请解释这一现象。球在最低点拉力和重力的合力提供向心力细绳与钉子相碰的瞬间，圆周运动半径变小，球的线速度不变，角速度突然变大，拉力变大。m m竖直方向：竖直方向：F FN N coscosmgmg水平方向：水平方向：F F合合= =mgtanmgtanO Or rmgmgF FN NF F合合例.小球沿光滑漏斗壁做在某一水平面内做匀圆周运动，小球的向心力由什么力提供？漏漏斗斗与与水水平平面面成成角角，试试求求向向心心力力的的大大小小？支持力的大小支持力的大小? ?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1.1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的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（说法中，正确的是（ ）A A物体除受到其他的力外还要受到一个向心力物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B B物体所受的合外力提供向心力物体所受的合外力提供向心力C C向心力是一个恒力向心力是一个恒力D D向心力的大小一直在变化向心力的大小一直在变化B B2.2.如图所示如图所示, ,一个人用一根长一个人用一根长1 1 m m、只能承受、只能承受7474 N N拉力拉力的绳子拴着一个质量为的绳子拴着一个质量为1 1 kgkg的小球的小球, ,在竖直平面内做圆在竖直平面内做圆周运动周运动, ,已知圆心已知圆心O O离地面的高度离地面的高度h=6h=6 m.m.小球在转动到小球在转动到最低点时绳子恰好断了最低点时绳子恰好断了.(g.(g取取1010 m/sm/s2 2) )(1)(1)绳子断时小球运动的角速度是多大绳子断时小球运动的角速度是多大? ?(2)(2)绳断后绳断后, ,小球落地点与抛出点间的小球落地点与抛出点间的 水平距离是多少水平距离是多少? ?(1)(1)设绳断时角速度为设绳断时角速度为, ,有有F-mg=mF-mg=m2 2L L, ,解得解得=8 8 rad/srad/s. .(2)(2)绳断后绳断后, ,小球做平抛运动小球做平抛运动, ,其初速度其初速度v=L=v=L=8 8 m/sm/s由平抛运动规律有由平抛运动规律有h-L=h-L= gtgt2 2解得解得t=t=1 1 s s水平距离水平距离x=vt=x=vt=8 8 m m. . 3.3.如图，半径为如图，半径为r r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块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紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为，现要，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？解析：解析： 小橡皮受力分析如图。小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：小橡皮恰不下落时，有：F Ff f=mg=mg其中：其中： F Ff f=F=FN N而由向心力公式：而由向心力公式：F FN N=m=m2 2r r解以上各式得：解以上各式得：G GF Ff fF FN N3.3.小球做圆锥摆时，细绳长小球做圆锥摆时，细绳长L L，与竖直方向成，与竖直方向成角，角，求小球做匀速圆周运动的角速度求小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgFTFnL小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径即即：R解析解析 ：如图：如图小球的向心力由小球的向心力由 F FT T和和G G的合力提的合力提供供n n5 5. .有一种叫有一种叫“飞椅飞椅”的游乐项目的游乐项目, ,示意图如图所示示意图如图所示. .长为长为L L的钢绳一端系着座椅的钢绳一端系着座椅, ,另一端固定在半径为另一端固定在半径为r r的水平转的水平转盘边缘盘边缘. .转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动. .当转盘以角当转盘以角速度速度匀速转动时匀速转动时, ,钢绳与转动轴在同一竖直平面内钢绳与转动轴在同一竖直平面内, ,与与竖直方向的夹角为竖直方向的夹角为.不计钢绳的重力不计钢绳的重力. .( (重力加速度为重力加速度为g g) )(1)(1)求转盘转动的角速度求转盘转动的角速度与夹角与夹角的关系的关系. .(2)(2)此时钢绳的拉力为多大此时钢绳的拉力为多大? ? (1)(1)对座椅受力分析对座椅受力分析, ,如图所示如图所示. .转盘转动的角速度为转盘转动的角速度为时时, ,钢绳与竖直方向的夹角为钢绳与竖直方向的夹角为, ,则座椅到转轴的距离则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为即座椅做圆周运动的半径为R=r+LR=r+Lsinsin 又又mgmgtantan =m=m2 2R R联立解得联立解得=(2)(2)设钢绳的拉力为设钢绳的拉力为F FT T, ,由三角函数知由三角函数知F FT T= =3.3.甲乙两物体都做匀速圆周运动甲乙两物体都做匀速圆周运动, ,其质量之比为其质量之比为12,12,转动半径之比为转动半径之比为12,12,在相同时间内甲转过在相同时间内甲转过4 4周，乙转周，乙转过过3 3周。则它们的向心力之比为（周。则它们的向心力之比为（ ）A.14A.14 B.23B.23 C.49C.49 D.916D.916C C2.2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（必定（ ） A A跟其角速度的平方成正比跟其角速度的平方成正比 B.B. 跟其线速度的平方成正比跟其线速度的平方成正比C C跟其运动的半径成反比跟其运动的半径成反比 D D跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比D D4.4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（正确的是（ ）A A一定指向圆心一定指向圆心B B一定不指向圆心一定不指向圆心C C只有在最高点和最低点时指向圆心只有在最高点和最低点时指向圆心D D不能确定是否指向圆心不能确定是否指向圆心C Cv v