2019-2020学年新教材人教版高中物理必修二（课件+检测）：第六章 2 (2份打包)

2．向心力 1．理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的。 2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3．实验探究向心力大小的表达式。 4．掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。 5．理解变速圆周运动中合力的两个分力的效果，知道一般曲线运动的研究方法。 1.向心力 (1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的合力。 (2)方向：始终沿着线速度方向垂直。 圆心，与半径指向 (3)作用效果：向心力只改变速度的大小。 方向，不改变速度的 (4)向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。 2．向心力的大小 (1)实验探究 控制变量 探究内容 m、r相同，改变ω 探究向心力Fn与角速度ω的关系 m、ω相同，改变r 探究向心力Fn与半径r的关系 ω、r相同，改变m 探究向心力Fn与质量m的关系 (2)公式：Fn＝。 mmω2r或Fn＝ 3．变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 (1)变速圆周运动：做变速圆周运动的物体所受合外力产生两个方面的效果，如图所示。 ①跟圆周相切的分力Ft：若与速度同向，则速度越来越大；若与速度反向，则速度越来越小。 ②指向圆心的分力Fn：指向方向。 向心力，改变速度的圆心，提供物体做圆周运动所需的 (2)一般曲线运动的研究方法 ①一般的曲线运动：运动轨迹既不是圆周的曲线运动。 直线也不是 ②研究方法：可以把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。 判一判 (1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。(　　) (2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。(　　) (3)由公式Fn＝mω2r可知，圆周运动的半径越大，向心力越大。(　　) 提示：(1)×　做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。 (2)×　向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩擦力充当向心力。 (3)×　只有当质量、角速度一定时，向心力才与半径成正比。 想一想 1.匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力吗？合力一定指向圆心吗？在变速圆周运动中呢？ 提示：在匀速圆周运动中，物体的合力就是向心力，合力一定指向圆心；在变速圆周运动中，物体的合力不是向心力，合力不指向圆心，但向心力指向圆心。 2．什么情况下质点做速度越来越大的圆周运动？什么情况下质点做速度越来越小的圆周运动？ 提示：当合力与速度的夹角为锐角时，质点的速度越来越大；当合力与速度的夹角为钝角时，质点的速度越来越小。 课堂任务　向心力及其方向 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：图A中有几个力提供向心力？ 提示：只有一个力提供向心力，就是太阳对地球的引力。 活动2：图B、F的向心力由什么提供，有什么共同点？ 提示：如果都做匀速圆周运动，它们受到的合外力提供向心力。对于B，重力和支持力平衡；对于F，重力和静摩擦力平衡；故也可以说都是一个力提供向心力，B是静摩擦力提供向心力，F是壁的弹力提供向心力。[来源:Z#xx#k.Com] 活动3：图C、D的向心力有什么共同点？ 提示：都受两个力，都可以由这两个力的合力提供向心力而做匀速圆周运动，C中的支持力相当于D中线的拉力。 活动4：图D、E的向心力有什么共同点？有什么不同点？ 提示：D、E的向心力都由重力和绳子的拉力的合力提供。但是D是水平面内的圆周运动，重力和绳子的拉力的合力可以全部充当向心力而做匀速圆周运动。E是竖直面内的圆周运动，重力和拉力的合力只有一部分充当向心力。 活动5：讨论、交流、展示，得出结论。 1．向心力的方向 无论是否为匀速圆周运动，其向心力的方向总是沿着半径指向圆心且时刻改变，故向心力是变力。 2．向心力的作用效果 向心力是为了描述圆周运动而引入的一种力的名称，是一种效果力。它并不是一种新的性质的力。 向心力的效果是改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。 3．向心力的来源 (1)向心力可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供。 (2)对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力。 (3)无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，物体所受各力沿半径方向分量的矢量和为向心力。 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