第六章圆周运动第2节向心力 课件—2020-2021学年人教版（2019）高中物理必修第二册

向心力 2 2 问题：质点做匀速圆周运动，速度变化吗？合力是零吗 2 速度方向变化 速度变化 a≠0 F合≠0 3 4 地球受力沿什么方向？ F 5 小球受到哪些力？合力指向哪里？ 6 mg FN T 圆锥摆 小球受到哪些力？合力指向哪里? 7 mg T 一、向心力 通过上述事例可以得到： 做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，这个合力称为向心力. 向心力只改变物体的速度方向，不改变速度的大小. 向心力是某个力或者几个力的合力，根据力的作用效果命名. 8 向心力分别是由什么力提供？ 9 问题：物块做圆周运动的向心力由哪种力提供？ 10 mg FN f 静 10 二、向心力的大小 定性感受向心力的大小 感受向心力 转动较快时，可近似认为绳的拉力提供物体做圆周运动的向心力. 11 实验发现： 当绳的长度不变，即圆周运动的半径r不变，转动越快(v或ω越大)，绳的拉力越大，向心力越大. 线速度不变，绳越长，r 越大，绳的拉力越大，向心力越大. 线速度和绳长不变时，换用质量更大的物体，绳的拉力越大. 12 定量探究向心力的表达式 向心力演示器 1-手柄 2、3-变速塔轮 4-长槽 5-短槽 6-横臂 7-套筒 8-标尺 13 阅读教材28-29页，思考： 1.向心力演示仪如何测量向心力的大小？ 2.如何设定轨道半径？如何改变物体的质量？ 3.如何控制物体的角速度？ 4.向心力与多个因素有关，你的实验方案是怎样的？ 14 研究思路： 向心力大小与物体质量、线速度、半径有关，要控制变量研究向心力与某个因素的关系.例如研究向心力和质量的关系，要保持轨道半径和线速度相同，改变物体的质量. 15 用物理单位推导向心力的表达式 设 Fn与m、v和 r 的表达式为 Fn=kmx v y rz k为比例系数.根据等号两边单位相同，有 kg·m·s-2=kgx(m·s-1)ymz=kgx·my+z·s-y 有 x =1 y+z=1 -2 = -y 解得 x =1 y=2 z =-1 故 16 Fn=km v2 r 向心力大小 利用v=ωr， Fn=mω2r=mvω 角速度ω=2π/T，得 17 Fn=m v2 r Fn=m( ) r 2π T 2 例题1 练习与应用第2题 18 G FN Fn 研究小球受到的向心力 α α Gtanα=mω2r 课堂练习1 质量为m的物体放在粗糙转盘上，动摩擦因数为μ，到转轴中心距离为R.物体始终与转盘保持相对静止，求转盘转动的最大角速度.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g. 19 ω 例题2 绳长为L，小球在水平面内做圆周运动.由生活经验可知，小球转动越快，夹角θ越大，试解释原因. 20 mg T θ Fn 课堂练习2 如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一物体P,它随圆筒一起转动,且相对筒静止. (1)物体所受向心力为( ) A.重力 B.弹力 C.静摩擦力 D.滑动摩擦力 (2)若圆筒转动角速度增大,则( ) A.弹力增大，摩擦力增大 B.弹力增大，摩擦力减小 C.弹力减小，摩擦力减小 D.弹力增大，摩擦力不变 21 P ω B D 竖直平面内的圆周运动 22 三、变速圆周运动和一般曲线运动的特点 23 v mg FN θ v mg FN 小球加速下降 小球减速上升 物体做变速圆周，合力F 分解为向心力力Fn与切向力Ft .Fn改变线速度方向，Ft改变线速度大小. Ft与v同向，v将增大 Ft与v反向，v将减小 24 F Fn Ft v O F Fn Ft v O 一般的曲线运动 一般的曲线运动可以分为很多小段，每小段都可以看做圆周运动的一部分 25 F Fn Ft 作业 30页第3题第(1)问 41页第7题 26 $$