6.2向心力 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

2023/10/27 5.6 向心力 6 .2 向心力 实例 物体做圆周运动一定受到力的作用 课堂导入 2023/10/27 v F v F v F 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 二、目标导学 1、理解向心力的概念，知道向心力是效果力。 2、分析向心力的来源。（重） 3、掌握向心力的公式，会进行相关计算。（重难） 4、知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。 所受合外力__________ ◆ 什么是匀速圆周运动？ ◆ “匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是___速曲线运动 变 速度时刻改变 一定不等于零 匀速圆周运动物体所受的合外力有何特点？ 三、知识精讲 运动状态不断变化 力是改变物体运动状态的原因 O G N F 小球受力分析： O N与G相平衡，所以合力为F O F F F V V V O 结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与______垂直 线速度 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。Fn 2、作用效果： 向心力、线速度方向总垂直，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小（或产生向心加速度）。 （1）向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力,任何性质的力都可以作为向心力。 （2）向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力、某个力的分力所提供。即，对物体受力分析时不能考虑向心力。 理解注意 向心力的方向始终指向圆心，（与线速度方向垂直）它的方向时刻在变化，所以向心力是变力。 3、方向： 4、向心力表达式 v = ωr f = T 1 转速n单位取rad/s r θ O h 小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？ G F合 F 分析得出: 向心力由拉力F和重力G的合力提供。 实验： 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、向心力的来源分析 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 F向= F合= Ff 由木块受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。 合外力即圆盘对木块的静摩擦力Ff ω O G FN Ff 木块向心力的来源? 物体随盘做匀速圆周运动 G Ff FN ω 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。 θ O' O R ω θ ω θ m m O r mg FN F合 mg FN F合 F合＝mgtanθ 竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r 竖直方向：FN cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 归纳：向心力的来源 向心力是一种效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力 。 向心力不是物体实际受到的力，分析受力时不能单独体现！ 受力分析时, 不能多出一个向心力。 图2 判断向心力分别由什么力提供？ 1、人造地球卫星绕地球运动时； 万有引力 2、小球在光滑的水平桌面上运动；(如图1) 3、小球在水平面内运动；(如图2) 图1 细绳的拉力 小球重力和绳拉力的合力 判断向心力分别由什么力提供？ 4、细绳拴住小球在竖直平面内转动。经过最高点时，绳子的拉力为0。 重力和支持力的合力 经过最低点时 5、汽车过拱桥时，经过最高点时 重力 重力和绳子拉力的合力 1.知道物体做圆周运动轨道所在的平面,明确圆心和半径。 2.分清向心力的来源,明确向心力是由什么力提供的。 3.根据线速度、角速度的特点,选择合适的公式列式求解。 方法提炼： 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 随堂练习 例1 如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？ 解析：对小橡皮受力分析如图。 小橡皮恰不下落时，有： Ff=mg ① 其中：Ff=μ FN ② 由FN提供向心力： FN=mω2r ③ 由①②③得 G Ff FN 例2 三、变速圆周运动和一般的曲线运动 问题情境：荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千由上向下荡时, (1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动? (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?运动过