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

6 向心力 学习目标: 1.理解向心力的概念及含义; 2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用公式进行简单计算; 3.知道匀速圆周运动和变速圆周运动的区别，并能处理一些问题。 3 知识回顾： 一、匀速圆周运动中的“匀速”指的是什么？ 二、匀速圆周运动的速度方向为什么会发生变化？ 速度方向变化 这里的“匀速”指的是速度大小不改变。而速度方向是在不断变化。 速度变化 合力不为零 加速度不为零 学生实验：线的一端系一小球，使小球在光滑水平面上作匀速圆周运动。 观察并思考： 1.小球受哪些力？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？ 2.一旦线断或者松手，结果如何？ N G F O F F F V V V O 想一想：向心力的方向是否改变？ 在圆周运动中的作用是什么？ 1.定义:迫使物体做圆周运动，方向总是沿半径指向圆心的力叫向心力。 向心力的定义和特点 2.向心力特点： （1）方向是在不断变化的. （是变力） （2）作用效果是只改变速度的方向，不改变速度的大小. （3）向心力是从力的作用效果命名的。 6 感知向心力大小:(控制变量法) 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 F ∝ m F ∝ r F ∝ω2 思考：向心力大小与哪些因素有关？ 向心力的大小 当m，r，ω均取国际单位时，k=1 F = mrω2 运动特征： 质点的运动轨迹是圆周(圆弧) 转盘 地球仪 圆锥摆 实例1：地球绕太阳运动 地球绕太阳的运动中，万有引力提供向心力 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 实例2：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。 绳子的拉力提供向心力。 N G F 实例3：物体随转盘做匀速圆周运动。 向心力由物体受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供，即静摩擦力提供向心力。 N G f 实例4：花样滑冰运动员在冰面上做匀速圆周运动。 实例5：坐在旋转座椅上的人做匀速圆周运动。 等效处理：圆锥摆在水平面内的匀速圆周运动运动 重力和拉力的合力提供向心力 mg T Fn F合=mgtanθ θ ω θ m O r mg N F合 F合＝mg tanθ 竖直方向:Ncosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r 沿光滑漏斗或碗内壁做匀速圆周运动的小球 做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动) F O F O Fn Ft 改变速度的大小 改变速度的方向 Fn Ft 水平面内的圆周运动通常为匀速圆周运动，合力提供向心力；竖直平面内的圆周运动通常为变速速圆周运动,合力的分力提供向心力。 它可以是某一个力,也可以是某些力的合力,也可以是某个力的分力. 注意：它不是除重力\弹力\摩擦力外又增加了的另一个力. 2.匀速圆周运动与变圆周运动的区别： 1.向心力的来源： 圆周运动和一般曲线运动 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。 r1 r2 3、处理一般曲线运动的方法： 1.一条细绳的长度为0.2m，拉着质量为100g的小球，在光滑的水平面 上做匀速圆周运动，角速度是 rad/S，则小球所需的向心力 是多大？ 2.质量为200g的物体，随水平转台以 2m/s的线速度做匀速圆周运 动，物体到转轴的距离为0.1 m，则物体所需的向心力是 多大？ 你知道赛道为什么这样设计吗？ 21 分析运动员途径弯道时的受力情况 N mg F合 f F向=f+F合 1：关于向心力说法中正确的是（ ） A、向心力是物体由于做圆周运动而产生的力； 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 巩固训练 B 2.如图所示，在匀速转动的水平转盘上，有一物体随盘一起匀速转动，关于它的受力情况，说法中正确的是 （ ） A．只受到重力和盘面的支持 力的作用; B．只受到重力、支持力和静摩擦力的作用; C．除受重力和支持力外，还受向心力的作用; D．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 3.