人教版（2019）高中物理必修第二册课件+素材：6.2向心力

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 ①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。 ②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 几种常见的匀速圆周运动受力图 O mg FN FN+mg T G F合 几种常见的匀速圆周运动受力图 几种常见的匀速圆周运动受力图 O θ 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 ω G f FN 几种常见的匀速圆周运动受力图 F合 ω θ O' O R θ ω θ m m O r mg N mg N F合 Fn= F合 几种常见的匀速圆周运动受力图 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、ω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ω的关系 保持m、ω一定 Fn与r的关系 保持r、ω一定 Fn与m的关系 5、得出结论： 保持r、m一定 Fn ∝ω2 保持m、ω一定 Fn∝ r 保持r、ω一定 Fn ∝m Fn ＝kmω2r 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P29－P30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1∶2,转动半径之比为1∶2,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.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 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ω，如图倾