6.2向心力-课件-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第 六 章 圆周运动 第 2 节 向心力 向心力的概念 向心力的大小 向心力的来源 例题精析 一般圆周运动 — — Outline 大纲 游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。那么，空中飞椅为什么能够飞起来呢？ 问 题 探 究 将“空中飞椅”的运动简化为右图的“圆锥摆”运动，可以认为小球在水平面上摆动时速度大小一直不变，请大家思考： ① 小球做什么样的运动？ ② 小球的运动状态是否发生变化？ ③ 小球运动状态变化的原因是什么？ ④ 小球受到的作用力有何特点？ 匀速圆周运动 速度大小不变，方向改变 合外力不为零 ★ 本节课的重点 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，请大家思考下列问题： ① 小球受到哪些作用力？ ② 小球的合力有何特点？ ③ 是什么力使小球做匀速圆周运动 重力、支持力、细线的拉力 合力的方向指向圆心 合外力 G FN T 知 能 升 级 探究1 对向心力的认识 F引 G FN T 弹力提供向心力 Ff G FN 引力提供向心力 G Ff ω FN 摩擦力提供向心力 合力提供向心力 支持力提供向心力 知 能 升 级 探究1 对向心力的认识 必 备 知 识 向心力：使物体做匀速圆周运动的指向圆心的合力。 向心力的方向：做匀速圆周运动的物体，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力。 向心力的来源：向心力是根据力的作用效果命名的。它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。 必 备 知 识 必备知识1 对向心力的理解 1 2 3 【例1】(多选)下面关于向心力的叙述中，正确的是( 　　) A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小 ACD 【解析】向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力.向心力时刻指向圆心，与线速度方向垂直，所以向心力只改变速度方向，不改变速度大小，A、C、D正确. 【例1】(多选)下面关于向心力的叙述中，正确的是( 　　) A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小 ACD 如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。 知 能 升 级 探究2 感受向心力 1. 定量实验：向心力的大小与物体的质量m、角速度ω、轨道半径r有怎样的关系呢？ （2）角速度ω ：调节变速塔轮的半径比，可以获得不同的角速度比。 探究向心力大小的表达式 （向心力演示器） 实验方法：控制变量法 （1）在角速度、轨道半径不变的条件下，探究向心力与质量的关系： ω1:ω2 r1:r2 m1:m2 F1:F2 实验数据 （2）在角速度、质量不变的条件下，探究向心力与轨道半径的关系： （3）在质量、轨道半径不变的条件下，探究向心力与角速度的关系： n 必 备 知 识 必备知识2 向心力的大小 1 【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，在相等时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们所受外力的合力之比为(　　) A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16 C G Ff ω FN 关 键 能 力