6.2 向心力- 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

新课导入 游乐场里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？ 新课导入 F F F v v v 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 思考与讨论 一个小石头在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动（右图 ）。用剪刀将细线剪断，观察小石头的运动。你认为使小石头做圆周运动的力指向何方？ 研究小石头所受合力的方向 一、向心力及其特点 （1）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。 定 义 ① 方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直） 说 明 ② 向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小 ③ 向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。 受力分析时, 不能多出一个向心力。 注意 一、向心力及其特点 向心力的大小与哪些物理量有关呢？ 一、向心力及其特点 探究向心力大小的表达式 实验器材：向心力演示器 (1) 结构及原理 (2) 实验方法 控制变量法 一、向心力及其特点 实 验 二、向心力的大小 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为 公式 三、向心力来源的分析 匀速圆周运动实例分析(1) 轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？ 小球受力分析 O G FN F 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力F的合力提供。 F向= F合= F 三、向心力来源的分析 匀速圆周运动实例分析（2） 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力f F向= F合= F 小球向心力的来源? ω O G FN f ω 三、向心力来源的分析 匀速圆周运动实例分析（3） 讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源? 物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。 F向= F合= FN G f FN 竖直方向：FN cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ 竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r 三、向心力来源的分析 匀速圆周运动实例分析（4） 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 θ ω θ m O r mg FN F合 O' O R θ ω m mg FN F合 F合＝mg tanθ 四、总结 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。 四、总结 变速圆周运动和一般曲线运动 ⑴ 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？ ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？ 做变速圆周运动的物体所受的力 五、变速圆周 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. 结论：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。 F Fn Ft 加速 学科网 处理一般曲线运动的方法 五、变速圆周 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。 r1 r2 五、变速圆周 匀速圆周运动 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。 向心力的来源 变速圆周运动 F向是F合的指向圆心方向的分力Fn 小结 训练巩固 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 训练巩固 2、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） 在线速度一定情况下，线越长越易断 B. 在线速度一定情况下，线越短越易断 C. 在角速度一定情况下，线越长越易断 D. 在角速度一定情况下，线越短越易断 BC 训练巩固 3、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（ ） C A.