6.2向心力（课件）-2022-2023学年高一物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019必修第二册）

§2 向心力 必修 第二册 第六章 圆周运动 思考与讨论： 开动脑筋，想想能不能用很轻的乒乓球提起较重的水瓶呢？ 新课引入 新课引入 什么原因使质量很轻的乒乓球提起较重的水瓶呢？ 思考与讨论： 小球受哪些力？合外力有何特点？ 实验与体验： 手牵着轻绳让一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动，手会有什么感觉？ 新课引入 G FN F 小球受力分析： O 分析：绳子对球有指向圆心的力 合力 一、向心力 新课讲授 1.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。 ①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。 一、向心力 新课讲授 2.向心力的来源 一、向心力 ω O G FN Ff G Ff FN ω F向= F合= Ff F向= F合= FN 新课讲授 θ ω θ m O r mg FN F合 O' O R θ ω m mg FN F合 一、向心力 2.向心力的来源 F向=F合＝mg tanθ 新课讲授 结论： 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。 新课讲授 做一做：感受向心力 新课讲授 思考与讨论： 新课讲授 1.保持小球的转动半径不变，改变角速度，向心力大小如何变化？ 2.保持小球的角速度不变，改变转动半径，向心力大小如何变化？ 3.通过实验，你认为做圆周运动的物体所受的向心力与哪些因素有关？ 4.你是否可以设计出某种实验方案，定量研究向心力的大小呢？ 二、向心力的大小 1.实验器材 新课讲授 方案一：向心力演示器 二、向心力的大小 2.实验原理 新课讲授 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。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下降，从而露出标尺。根据标尺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。 二、向心力的大小 3.实验探究 新课讲授 方法：控制变量法 实验条件 实验现象 实验结论 ω r一定，ma=2mb m ω一定，ra=2rb m r一定，2ωa=ωb 二、向心力的大小 4.数据收集 新课讲授 二、向心力的大小 5.数据分析 新课讲授 实验条件 实验现象 实验结论 ω r一定，ma=2mb m ω一定，ra=2rb m r一定，2ωa=ωb Fa=2Fb F∝m Fa=2Fb F∝r 4Fa=Fb F∝ω2 6.向心力大小计算公式： 二、向心力的大小 新课讲授 新课讲授 方案二：用圆锥探究向心力的大小 新课讲授 方案三：用传感器探究向心力的大小 新课讲授 观察与思考： ①运动员旋转过程中，链球的速度怎样变化？ ②通过观察，你认为链球从开始到抛出过程中，链球所受绳的拉力方向与速度方向是否垂直？ 1.做变速圆周运动的物体所具有的加速度 a an at 加速 at ——切向加速度，它改变速度的大小。 an ——向心加速度，它改变速度的方向。 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 新课讲授 2.做变速圆周运动的物体所受的力 F Fn Ft 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。 加速 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。 新课讲授 思考与讨论： 新课讲授 当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？ F Fn Ft v0 大于90° Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。 处理方法： 把一般曲线分割为许多很短的小段，每一段都可以看作圆周的一部分.这样，在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进行处理了. r1 r2 3.一般的曲线运动 新课讲授 1．如图所示，水平转台上放着一个纸箱A，当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 B．受重力、台面的支持力和静摩擦力 C．受重力和台面的支