第六章 2.向心力 第1课时 向心力的分析及表达式的应用（课件PPT）- 【勤径学升·同步练测】2022-2023学年高一新教材物理必修第二册（人教版）

第六章　 圆周运动 2.向心力 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 学习目标 核心素养 1.理解向心力的概念，知道向心力是一种效果力，方向总是指向圆心。 2.知道向心力与哪些因素有关，并能用来进行计算。 3.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。 1.科学思维： （1）控制变量法分析讨论问题； （2）微元的思想； （3）实际问题模型化。 2.关键能力： （1）数学方法的应用； （2）建模能力。 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 [对应学生用书第27页] 一、向心力 1.定义：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　⁠的力就叫作向心力。 2.作用：对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度 　大小　⁠不发生改变，因此，所受 　合力　⁠只改变速度的 　方向　⁠。 圆心 圆心 大小 合力 方向 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 3.方向：向心力的方向始终指向 　圆心　⁠，由于 　向心力的方向　⁠时刻改变，所以向心力是变力。 4.效果力：向心力是根据力的作用 　效果　⁠来命名的，凡是能使物体做匀速圆周运动的力，不管属于哪种性质，都是向心力。 圆心 向心力的方向 效果 二、向心力的大小 Fn＝mω2r或者Fn＝m。 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 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 　　变速圆周运动所受合外力不等于 　向心力　⁠，合外力一般产生两个方面的效果。 （1）合外力F跟圆周相切的分力Ft，只改变速度的 　大小　⁠。 （2）合外力F指向圆心的分力Fn，此分力即向心力，只改变速度的 　方向　⁠。 向心力 大小 方向 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 2.一般的曲线运动的处理方法 （1）定义：运动轨迹既不是 　直线　⁠也不是 　圆周　⁠的曲线运动。 （2）处理方法：一般的曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段 　圆弧　⁠，研究质点在这一小段的运动时，可以采用 　圆周运动　⁠的分析方法进行处理，如图所示。 直线 圆周 圆弧 圆周运动 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 1.判断下列说法的正误（正确的画“√”，错误的画“×”）。 （1）做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。 （　×　） （2）向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力。 （　√　） （3）圆周运动中指向圆心的合力等于向心力。 （　√　） （4）圆周运动中，合外力等于向心力。 （　×　） × √ √ × 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 （5）向心力产生向心加速度。 （　√　） （6）变速圆周运动的向心力并不指向圆心。 （　×　） （7）做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变。 （　√　） √ × √ 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来提供 （　　） A.重力 B.弹力 C.静摩擦力 D.滑动摩擦力 解析　本题可用排除法，首先可排除A、D两项；若向心力由静摩擦力提供，则静摩擦力或其分力应指向圆心，这是不可能的，C错，故选B。 答案　B 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 [对应学生用书第28页] 要点一　对向心力的理解 　　当天气晴朗的时候，我们经常可以看到许多鸟儿在空中盘旋，如果将鸟儿的运动等效为水平面内的圆周运动，那么是哪些力在提供向心力呢？ 提示　重力和空气对鸟儿的作用力的合力，也等于空气的作用力在水平方向的分力。 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 1.向心力的特点 （1）方向：时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。 （2）大小：Fn＝m＝mω2r＝mωv＝mr，在匀速圆周运动中，向心力大小不变；在非匀速圆周运动中，其大小随速率v的变化而变化。 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 3.向心力的来源：匀速圆周运动中，向心力等于物体的合外力。常等效为三种情况：合力充当向心力，某一个力充当向心力，某个力的分力充当向心力。 2.向心力的作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 匀速圆周运动向心力的来源 第1课时　向心力的分析及表达式的应用 [例1]　如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一木块A，它随圆盘一起做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是 （　　） A.木块A受重力、支持力和向心力 B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，