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

6.2 向心力 【学习目标】 1、通过活动和实验探究，感受向心力，理解向心力的概念、特点、表达式。 2、通过分析具体实例，掌握分析实际问题中向心力来源的方法，会 计算匀速圆周运动的向心力。 3、通过比较，知道变速圆周运动的合力大小和方向特点，能借用变 速圆周运动的动力学特征分析一般的曲线运动。 复习引入 初步感知 圆周运动 匀速圆周运动 非匀速圆周运动 变速曲线运动 速度改变，一定有加速度 合外力一定不为零 那么匀速圆周运动物体所受的合外力有何特点呢？ 游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激下而深受很多年轻人的喜欢。飞椅和人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？ 请说出你的看法。 复习引入 初步感知 感知向心力 做一做：轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 1、感受一下，手受到什么样的力？小球受力是怎样的？ 2、若小球转动过程中，突然松开绳子， 会发生什么现象？ O G N F 对小球受力分析： O 竖直方向N与G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时，其合外力沿半径指向圆心，总是与速度v方向垂直。 感知向心力 一、向心力 3. 作用效果： 1 . 定义： 2. 方向： 注意：向心力是根据效果命名的力,不是物体真实受到的力,受力分析时不需要分析向心力,只能说某个力或某几个力的合力提供了向心力. 做圆周运动的物体受到一个始终指向圆心的力的作用，这个力叫做向心力； 与速度方向垂直，始终沿半径指向圆心； 只改变速度的方向，不改变速度的大小. 【例1】 运动员在短道速滑比赛中过弯道时,运动员(　　) A.受到重力、弹力、摩擦力的作用 B.受到重力、弹力、向心力的作用 C.向心力的大小与运动员的速度成正比 D.向心力的大小与运动员的角速度成正比 A 一、向心力 例2. 如图所示,物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有(　　) A.圆盘对B及A对B的指向圆心的摩擦力 B.圆盘对B的指向圆心的摩擦力,A对B的背离圆心的摩擦力 C.圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力 D.圆盘对B的摩擦力和向心力 B 一、向心力 二、向心力的大小 在物理学中，我们认识物理量时可以先定性了解，然后再探究它与不同物理量之间的定量关系。 做一做：感受向心力，猜测向心力的大小与哪些因素有关 结论：向心力的大小与质量、半径以及转动的快慢有关。 m r ω 【例3】 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 (1)匀速转动手柄1,使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动,槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧,压缩量可从器件　　　　(选填数字“6”“7”或“8”)上读出,该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的方法是  　　　　　　　　　。  8 控制变量法 二、向心力的大小 (2)图示情境正在探究的是　　　　。  A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过图示实验可以得到的结果是　　　　。  A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比 C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比 D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比 D C 二、向心力的大小 二、向心力的大小 实验：探究向心力的表达式 控制变量法 保持r、ω相同 m1：m2=1：3 F1：F2=1：3 F∝ m 保持m、r 相同 ω1：ω2=3：2 F1：F2=9：4 F∝ ω2 保持m、ω相同 r1：r2 = 1：2 F1：F2=1：2 F∝ r F=mω2r 定量研究影响向心力大小的因素 【例4】用如图6所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关. (1)本实验采用的科学方法是_____. A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法 (2)图示情景正在探究的是_____. A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 图6 A D (3)通过本实验可以得到的结论是_____. A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与 角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与 线速度的大