1、人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)1、定义：定义：4、效果：效果：3、方向：方向：2、表达式：表达式：向心力向心力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力合力，叫向心力。，叫向心力。Fn=F合合=man=始终沿半径指向圆心，与始终沿半径指向圆心，与v垂直。垂直。只改变只改变v的方向，不改变的方向，不改变v的大小。的大小。向心力是不是一种新的性质力？是不是与重力、弹向心力是不是一种新的性质力？是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的
2、力？5、来源、来源：在匀速圆周运动中，在匀速圆周运动中，合力合力充当向心力充当向心力Fn=F合合=rOOhFTGF合合小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径r转转n圈数所用时间圈数所用时间t小球质量小球质量m小球球心距离悬点的高度小球球心距离悬点的高度h 需测量的物理量：需测量的物理量：OF引引F合合F引引 Fn 1、万有引力提供向心力、万有引力提供向心力OGFNFF合合FFn 2、弹力提供向心力、弹力提供向心力A球向心力来源？球向心力来源？B球向心力来源？球向心力来源？轻杆对轻杆对A球的拉力球的拉力B球两端轻杆对球两端轻杆对B球的拉力球的拉力A、B两球具有相同的物理量是什么？两球具有相同的
3、物理量是什么？角速度角速度 2、弹力提供向心力、弹力提供向心力光滑光滑GFfFNmgfFrmN2F 2、弹力提供向心力、弹力提供向心力人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)2、解题方法和步骤、解题方法和步骤 明确研究对象明确研究对象 明确明确轨迹、圆心位置、半径轨迹、圆心位置、半径 求出求出F合合或或Fn 用牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式解题用牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式解题在匀速圆周运动中，合力充当向心力在匀速圆周运动中，合力充当向心力1、向心力的来源向心力的来源人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人
4、教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)OmgFN物体相对转盘静止，随物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动盘做匀速圆周运动rF静静竖直方向：竖直方向：FNmg水平方向：水平方向：F合合=F静静=m2rF静静vABFa回顾：回顾：A、B一起向左加一起向左加速，分析速，分析A的受力情况。的受力情况。F静静v谁充当向谁充当向心力？心力？静摩擦力静摩擦力指向圆心指向圆心 3、摩擦力提供向心力、摩擦力提供向心力人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)飞机在水平面内盘旋飞机在水平面内盘旋OmOlm竖直方向：竖直方向：FT cosmg
5、水平方向：水平方向：F合合=m2l sin竖直方向：竖直方向：F升升 cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2rOrFTmgF合合mgF合合F升升 4、合外力提供向心力、合外力提供向心力人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)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、摆球只受重力、拉力的作用、摆球只受重力、拉力的作用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、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质量为质量为m的球用长为的球用长为L的细线悬于天花板的的细线悬于天花
6、板的O点，点，练习：练习：并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向成与竖直方向成角，则以下说法正确的是角，则以下说法正确的是人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)OORmm竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2rOr竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sinmgFNF合合mgFNF合合 4、合外力提供向心力、合外力提供向心力人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张P
7、PT)OOFnFtF合合vFnFtvF合合速度增大的速度增大的圆周运动圆周运动速度减小的速度减小的圆周运动圆周运动切向力切向力Ft ：垂直半径方向的合力：垂直半径方向的合力向心力向心力Fn：沿着半径（或指向圆心）方向的合力：沿着半径（或指向圆心）方向的合力产生切向加速度，改变速度的大小产生切向加速度，改变速度的大小产生向心加速度，改变速度的方向产生向心加速度，改变速度的方向思考：思考：匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？合力不指向
8、圆心，还能做匀速圆周运动吗？变速圆周运动和一般的曲线运动变速圆周运动和一般的曲线运动人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)r1r2一般曲线运动一般曲线运动各个地方的弯各个地方的弯曲程度不一样，曲程度不一样，如何研究？如何研究？把一般曲线把一般曲线分割为许多极短的小段分割为许多极短的小段，每一段都可以看，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。在分析质点经过曲线上某位们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以置的运动时可以采用
9、圆周运动的分析方法采用圆周运动的分析方法进行处理。进行处理。变速圆周运动和一般的曲线运动变速圆周运动和一般的曲线运动人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)例例1：如图所示，一辆汽车以相同的速率依次通过路如图所示，一辆汽车以相同的速率依次通过路上的上的A、B和和C点，汽车对路面的压力相应为点，汽车对路面的压力相应为FA、FB和和FC，它们之间的大小关系是（），它们之间的大小关系是（）ABCAFAFBDFBFCBFBFCGFN人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)例例
10、2：如图，细杆的一端与一小球相连，可绕如图，细杆的一端与一小球相连，可绕O点自点自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是对球的作用力可能是Aa处为拉力，处为拉力，b处为拉力处为拉力Ba处为拉力，处为拉力，b处为推力处为推力Ca处为推力，处为推力，b处为拉力处为拉力Da处为推力，处为推力，b处为推力处为推力 Oba人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)例例3：在光滑的横杆上穿着质
11、量不同的两个小球，小在光滑的横杆上穿着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，下列说法球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是正确的是A两小球速率必相等两小球速率必相等B两小球角速度必相等两小球角速度必相等C两小球加速度必相等两小球加速度必相等D两小球到转轴距离与其两小球到转轴距离与其质量成反比质量成反比 人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)A、B的向心加速度是的向心加速度是A的向的向心加速度的
12、两倍心加速度的两倍B、B的静摩擦力是的静摩擦力是A的静摩的静摩擦力的两倍擦力的两倍ABmgFNfA例例4：A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为为，A的质量为的质量为m，B的质量为的质量为2m，A离轴为离轴为R/2，B离轴为离轴为R，则当圆台旋转时：（设，则当圆台旋转时：（设A、B都没有滑动）都没有滑动）C、当圆台转速增加时，、当圆台转速增加时，A比比B先滑动先滑动D、当圆台转速增加时，、当圆台转速增加时，B比比A先滑动先滑动人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.
13、6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)例例5：如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球球A和和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则速圆周运动，则A、球、球A的线速度一定大于球的线速度一定大于球B的线速度的线速度B、球、球A的角速度一定小于球的角速度一定小于球B的角速度的角速度C、球、球A的运动周期一定小于球的运动周期一定小于球B的运动周期的运动周期D、球、球A对筒壁的压
14、力一定大于球对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力对筒壁的压力人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)A、小球速率突然减小、小球速率突然减小B、小球角速度突然增大、小球角速度突然增大C、小球向心加速度突然增大、小球向心加速度突然增大 D、摆线上的张力突然增大、摆线上的张力突然增大例例6：质量为质量为m的小球，用长为的小球，用长为L的线悬挂在的线悬挂在O点，在点，在O点正下方处有一光滑的钉子点正下方处有一光滑的钉子O，把小球拉到右侧
15、某，把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点一位置释放，当小球第一次通过最低点P时：时：人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)（1）当）当A球的轨道半径为球的轨道半径为0.10m时，它的角速度是时，它的角速度是多大才能维持多大才能维持B球静止？球静止？例例7：如图所示，如图所示，MN为水平放置的光滑圆盘，半径为水平放置的光滑圆盘，半径为为1.0m，其中心，其中心O处有一个小孔，穿过小孔的细绳两处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球端各系一小球A和和B，A、B两球的质量相等。圆盘上两球的质量相等。圆盘上的小球的小球A作匀速圆周运动。问：作匀速圆周运动。问：（2）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能使使A作圆周运动时作圆周运动时B球仍能保持静止？球仍能保持静止？人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)
