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

观察思考 飞椅与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？ 观察思考 大小相等 方向不断变化 线速度 匀速圆周运动 变速运动 一定有加速度 合外力不为零 那么迫使物体做匀速圆周运动的合力有何特点呢？ 那么迫使物体做匀速圆周运动的合力有何特点呢？ 观察思考 在细线的牵引下，小球绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。将细线剪断，观察小球的运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？ G FN F 合力 做匀速圆周运动的物体合力始终指向圆心，与速度v垂直。 这就是我们今天要学的第一个知识点——向心力。 01 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，这个指向圆心的力叫作向心力。 3. 方向：指向圆心(方向时刻变化)，向心力方向与速度方向垂直，是变力。 4. 作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。 2. 符号：Fn O F F F v v v O 02 向心力的来源 G FN F 弹力充当向心力 FN mg F静 小物块所受静摩擦力充当向心力 物体所受拉力充当向心力 02 向心力的来源 O F引 F合＝F引 ＝Fn 人造卫星绕地球做 （近似）匀速圆周运动 卫星所受到的引力充当向心力 02 向心力的来源 G Ff FN ω F合＝FN = Fn 物体所受支持力（弹力）充当向心力 02 向心力的来源 小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力 圆锥摆 r θ O G=mg F合 F F合＝mgtanθ = Fn 也可以说成拉力F在水平方向的分力充当向心力 03 向心力的几点说明 1.向心力的来源： 2.向心力是效果力，并不是一种新的性质力。 3.向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力，也可以是几个力的合力或者某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 练1 判断正误 (1)物体由于做圆周运动而产生了向心力。(　　)(2)对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力。(　　)(3)当物体受到的合外力大小不变，方向始终与线速度方向垂直且指向圆心时，物体做匀速圆周运动。(　　)(4)向心力不改变物体做匀速圆周运动的速度大小。(　　)(5)做匀速圆周运动的物体其向心力是恒定不变的。(　　) × √ × √ × 不是质点做匀速圆周运动才产生向心力，而是由于向心力存在才迫使质点不断改变其速度方向而做圆周运动。（5）方向改变 试一试 把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力是由什么力提供的？ 02 向心力的来源 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 竖直方向 水平方向 F合 ω θ θ m O r mg N 物体所受支持力在水平方向上的分力充当向心力 N cosθ =G F合＝Nsinθ = Gtan θ 01 感受向心力 手拉绳子让物体在水平面内做圆周运动。此时，物体所受的向心力近似等于手对绳的拉力。 甩饭卡---感受 01 感受向心力 环节一、保持转动的速度和绳长不变，改变质量，感受向心力的变化。 环节二、保持绳长和质量不变，改变转动的速度，感受向心力的变化。 环节三、保持质量和转动的速度不变，改变绳长，感受向心力的变化。 猜想：向心力大小可能与物体质量、转动速度、转动半径有关。 02 演示实验 03 实验结论 根据 推导向心力的另一表达式： 公式： Fn＝mω2r 实验结论: 物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。 (多选)如图所示，用细线悬吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为l，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ） A.小球受重力、拉力、向心力 B.小球受重力、拉力 C.小球的向心力大小为mgtan θ D.小球的向心力大小为 例1 √ √ (2022·桂林市第十九中学高一期中)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ） A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B.物体所受弹力和摩擦力都减小了 C.物体所受弹力不变，摩擦力也不变 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 例2 √ 一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从如图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3 m/s。(小球视为质点，绳