6.2 向心力 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第2节 向心力 学习目标： 1.掌握向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的. 2.在实例中会分析向心力的来源，探究向心力的大小的因素. 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： 匀速圆周运动是变速运动 有加速度，物体所受合力一定不为0 做匀速圆周运动的物体所受合力有什么特点呢？ 思考： 第2节 向心力 mg FN O T 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动 mg FN T mg FN T 合力始终有指向圆心 第2节 向心力 对小球受力分析： 绳拉小球: 没有绳拉住，物体能做圆周运动吗？ 情景1 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 情景2 问题：1.旋转飞椅受到几个力的作用？2.合力的方向指向哪儿？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 G T F合 G T 合力始终有指向圆心 第2节 向心力 Tx 地球为什么围着太阳转 合力始终有指向圆心 指向圆心的力 3.作用效果： 一、向心力: 1.定义： 只改变速度的方向， 不改变速度的大小. 第2节 向心力 注意：匀速圆周运动：合力指向向心力。 合力全部提供向心力 注意：向心力不是一种新的力，它是一种效果力。 实验： 体验与猜测： 向心力大小可能与哪些因素有关？ 实验方法 1.F与m的关系： 保持r、ω一定 2.F与r的关系： 保持m、ω一定 3.F与ω的关系： 保持r、m一定 结论: F∝m 结论: F∝r 结论: F∝ω2 F向与 ω有关 m、 r 、 控制变量法 F向=kmω2r 实验： 向心力大小可能与哪些因素有关？ 2.定量探究 2.定量探究（探究Fn与m的关系，保持ω和r一致） 2.定量探究（探究Fn与r的关系，保持ω和m一致） 2.定量探究（探究Fn与ω的关系，保持m和r一致） 1.F与m的关系： 保持r、ω一定 2.F与r的关系： 保持m、ω一定 3.F与ω的关系： 保持r、m一定 结论: F∝m 结论: F∝r 结论: F∝ω2 F向=mω2r 2.定量探究（结论总结） 指向圆心的力 3.作用效果： 一、向心力: 1.定义： 只改变速度的方向， 不改变速度的大小. 第2节 向心力 注意：匀速圆周运动：合力指向向心力。 合力全部提供向心力 注意：向心力不是一种新的力，它是一种效果力。 4.计算式： F向=mω2r v2 r =m = 4π2 T2 m r G T 那变速圆周？ G T 切向分力Ft：改变速度的大小 法向分力Fn：改变速度的方向 四、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 观察视频，绳子拉力与速度方向是保持垂直吗？ 四、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 一般曲线运动 半径在改变的变速圆周运动 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。 课本P30 匀速圆周运动：合力指向向心力。 合力全部提供向心力 mg FN f静 mg FN 小球在某一平面做匀速圆周运动 物体所受重力和支持力的合力充当向心力 F合 ω θ θ m O r mg N 即物体所受支持力在水平方向上的分力充当向心力 向心力的来源 例1：如图所示，一质量为m的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑，在木块下滑过程中(　　) A．它的加速度方向指向球心 B．它所受合力就是向心力 C．它所受向心力不断增大 D．它对碗的压力不断减小 C G FN FN G 小试身手: 例2：(2014·新余高一检测)一根长为L＝2.5 m的轻绳两端分别固定在一根竖直棒上的A、B两点，一个 质 量 为m＝0.6 kg的光滑小圆环套在绳子上，当竖直棒以一定的角速 度转动时,圆环以B为圆心在水平面上做匀速 圆周运动，(θ＝37°，g＝10 m/s2)则： (1)此时轻绳上的张力大小等于多少？ (2)竖直棒转动的角速度为多大？ mg T T T 解：对小环进行受力分析 mg= sin370 得： T= 10N T+ Tcos370 = mω2r r+ r co