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 第6章 圆周运动 1 2. 匀速圆周运动的特点及性质 1. 描述圆周运动的几个物理量及其关系 (1) 线速度大小不变，方向时刻变化，是变速曲线运动 (2) 速率、角速度、周期、频率、转速都不变 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？ 知识回顾 G FN F 合力 合力为绳子的拉力 沿着绳子指向圆心。 FN与G相抵消 问：如果此时细线突然断开，小球将沿什么方向做什么运动？ 小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。 1、小球受到哪几个力作用？ 2、什么力使小球做匀速圆周运动？ 3、该力的方向指向何方？ 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力_______，这个指向圆心的力叫作向心力。 3.方向：________，向心力方向与速度方向垂直，是____力。 4.作用效果： 2.符号：Fn O F F F v v v O 一、向心力 总指向圆心 指向圆心 变 只改变速度的方向，不改变速度的大小。 小物块在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动 物体受哪些力? 合外力有何特点? G f 小球在光滑水平木板上做匀速圆周运动 G T N N 绳子的拉力充当向心力 静摩擦力充当向心力 T mg 拉力与重力的合力充当向心力 T = F n f = F n F = F n 合 可以是重力、弹力、摩擦力等。可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力。 注意：向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名,是根据力的作用效果命名的。 二、向心力的来源 人运动轨迹的圆心在哪？ [针对训练] 1．(2022·山东济南学考检测)如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且 垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起 做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是 (　 ) A．木块A受重力、支持力和向心力 B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 大本P33 C 二、向心力的大小 感受向心力的大小 我们先通过实验感受向心力大小与圆周运动的一些运动学量之间的定性关系，再通过实验，进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。 在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球， 并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。 做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。 8 二、向心力的大小 向心力演示器：进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。 探究实验 二、向心力的大小 探究实验 向心力演示器：进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。 10 二、向心力的大小 1.向心力大小与圆周运动的半径的关系： 当物体的质量、角速度相同时，探究向心力大小与圆周运动半径的关系； 11 二、向心力的大小 2.向心力大小与物体的质量的关系： 当物体的角速度、圆周运动的半径相同时，向心力大小与物体的质量的关系； 12 二、向心力的大小 3.向心力大小与物体的角速度的关系： 当物体的质量、圆周运动的半径相同时，向心力大小与物体的角速度的关系； 13 二、向心力的大小 1.向心力大小与圆周运动的半径的关系： 2.向心力大小与物体的质量的关系： 3.向心力大小与物体的角速度的关系： 当物体的质量、角速度相同时，探究向心力大小与圆周运动半径的关系； 当物体的角速度、圆周运动的半径相同时，向心力大小与物体的质量成正比； 当物体的质量、圆周运动的半径相同时，向心力大小与物体的角速度成正比； 综上： 当F、m、w、r均取国际单位制时，系数k=1。 理论表达式 14 1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力_______，这个指向圆心的力叫作向心力。 4.作用效果： 2.符号：Fn O F F F v v v O 一、向心力 总指向圆心 只改变速度的方向，不改变速度的大小。 二、向心力的大小 Fn=m v2 r Fn=m ω2 r Fn =m r 4π2 T 2 Fn=m ω v （2）向心力与线速度的关系： （1）向心力与角速度的关系： （3）向心力与线速度、角速度的关系： （4）向心力与周期的关系： 定量关系 16 G f FN 洗衣机内的衣服随着滚桶一起匀速转动。 沿光滑漏斗内壁做匀速圆周运动的小