6.2向心力（教学课件）【教学无忧】2021-2022学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

6.1 向心力 人教版（2019）普通高中物理必修第二册同步教学课件 第六章·圆周运动 目录 1 向心力 2 向心力的大小 3 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 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。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？ 问题 新课引入 知识点一：向心力 问题 下列图片中的运动是什么运动？其受力情况有什么共同点？ ω O r 合外力方向一致指向圆心 课堂合作探究 知识点一：向心力 1、向心力的定义 做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。用Fn 表示。 2、向心力的特点 O F F F v v （1）向心力方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直） （2）向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小 （3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以向心力是变力 课堂合作探究 知识点一：向心力 3.向心力的来源实力分析 ω O G FN Ff G Ff FN ω F向= F合= Ff F向= F合= FN 课堂合作探究 知识点一：向心力 θ ω θ m O r mg FN F合 O' O R θ ω m mg FN F合 F向=F合＝mg tanθ 3.向心力的来源实力分析 课堂合作探究 知识点一：向心力 ⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 ⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 3.向心力的来源实力分析 课堂合作探究 知识点二：向心力的大小 演示实验 实验：感受向心力 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。 猜想：向心力的大小与质量、半径以及转动的快慢有关。 课堂合作探究 知识点二：向心力的大小 探究实验 实验：探究向心力大小的表达式 向心力演示器如图 所示。 匀速转动手柄 1，可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板对小球的压力提供。 课堂合作探究 知识点二：向心力的大小 探究实验 实验：探究向心力大小的表达式 球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒 7 下降，从而露出标尺 8。根据标尺 8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。 课堂合作探究 知识点二：向心力的大小 观察视频 探究向心力的大小 1、F与m的关系 保持r、ω一定 保持ω 、m一定 3、F与ω 的关系 保持m、 r一定 2、F与r的关系 m大，F也大 ω 大，F也大 r大，F也大 结论: 课堂合作探究 知识点二：向心力的大小 向心力的大小 你还能推导出其他向心力的公示么？ 问题 常用的三个公式 课堂合作探究 知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 观察视频 观察实验，绳子拉力与速度方向是保持垂直吗？ 课堂合作探究 知识点三：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 O v Fn Ft F合 变速圆周运动的沙袋正在加速转动时所受的合力不指向圆心 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：指向圆心的分力 产生向心加速度，改变速度方向 产生切向加速度，改变速度大小 课堂合作探究 知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 2.一般曲线运动的受力特点 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，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对一般曲线运动进行处理了。 课堂合作探究 2、向心力的作用效果： 改变速度的方向 3、向心力的大小 Fn=m v2 r Fn=m rω2 1、向心力的方向： 指向圆心 4、变速圆周运动中的合力并非向心力 课堂小结 考点一：向心力的来源 例1．如图所示，一小球套在光滑轻杆上，并随轻杆一起绕着竖直轴匀速转动，关于小球的受力情况，以下说法中正确的是（　　） A．小球受到重力和弹力作用 B．小球受到重力、弹力和向心力作用 C．小球受到重力、弹力和离心力作用