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

新课导入 这个视频告诉我们：干一行爱一行，只要用心，三百六十行，行行出状元，对我们而言“学习亦是如此，需要用心！” v F v v 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 6 .2 向心力 【做一做】轻绳系一小球，在水平面做圆周运动。 竖直方向N与G平衡，绳中拉力即为小球的合力，指向轨迹的圆心。 【问题1】小球做匀速圆周运动经a、b、c三点时受到哪些力的作用？ 做匀速圆周运动的小球在任何位置总是受到指向圆心的拉力的作用。 FN mg f O θ O' FT mg F合 转 盘 圆锥摆 【实例分析】常见匀速圆周运动 一、向心力() 做圆周运动的物体受到的总指向圆心的力()； 1 . 定义： 2. 特点： （4）做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力。 （3）只改变速度的方向，不改变速度的大小； （1）向心力是根据力的作用效果命名的， 各种性质的力都可以提供向心力； （2）与速度方向垂直，始终沿半径指向圆心； 感知与分析 6 【探究活动】感受向心力 二、向心力()的大小 向心力大小与物体质量、轨道半径、角速度三个因素有关 分析：是否可能，从沙袋受力来看，沙袋受到重力和拉力作用，拉力在竖直方向上的分力要平衡重力，所以细线不可能水平。 由于重力不变，拉力在竖直方向的分量不变，拉力的水平方向分力提供向心力，当向心力大小改变，拉力大小也就发生了变化，所以我们可以通过感受线中拉力变化来感受向心力大小。 （补充：1、教室空间有限，只是一部分学生桌面上准备了一大一小两个沙袋；2、细线上有打结，手指扣住结点位置在头上水平面内转动沙袋； 3、转动沙袋时注意细线不要脱手，注意不要碰到周围同学）： 操作 ①小沙袋，扣住较远结点处，沙袋做圆周运动快慢不同时，感受向心力大小。 （老师喊开始，师生一起感受：先比较慢，再使沙袋快速转动。） （单独提问，学生回答）——沙袋转动速度越大，向心力越大. ②小沙袋，扣住细线上较近结点，以和第一次相同快慢程度让沙袋做小半径的圆周运动，感受向心力大小。 （老师喊开始，师生一起感受。） （单独提问，学生回答）——圆周半径越大，向心力越大. ③拿起大沙袋，扣住细线上较长结点处，以和第一次相同的快慢程度转动沙袋，感受向心力大小。 （老师喊开始，师生一起感受。） （单独提问，学生回答）——沙袋质量越大，向心力越大. 所以向心力大小与物体质量、轨道半径、转动快慢三个因素有关，是越大、越大的关系。 7 【实验】探究向心力大小的表达式 实验方法： 控制变量法 实验结论： 即 各物理量均取国际制单位时，=1 1 2 【典例】如图所示，用长为的细绳系一质量为的小球做圆锥摆运动，细绳与竖直方向为角，求： （1）小球做圆周运动的向心力大小； （2）小球做圆周运动的线速度大小和周期； O θ O' FT mg FTx FTy 10 《向心力》小结 1、向心力： 2、向心力的特点 3、向心力的大小 （1）根据力的作用效果命名，各种性质的力都可以提供向心力； （2）做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力。 做圆周运动的物体受到的指向圆心的力（）。 11 【练习】关于向心力的说法正确的是(　　) A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力 B.物体由于做圆周运动而产生了向心力 C.向心力可以是任何性质的力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力 C 【思考】做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力；做变速圆周运动的物体所需向心力还是由物体所受合力提供吗？ 2、变速圆周运动的特点 O v0 根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大；Fn指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。 F Fn Ft Fn改变速度的方向 Ft改变速度的大小 v0 思考与讨论：当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？ 大于90° F Fn Ft v0 Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。 【练习】如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是(　　) A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向 B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向 C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向 D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向 变速圆周运动 r2 r1 3、一般的曲线运动 （1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。 （2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理 在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的