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

第六章 圆周运动 6.1向心力 新课引入 G FN F 合力 物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的力维持圆周运动 一、向心力 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力时刻指向圆心，因而称为向心力（用Fn表示） 2、方向：时刻指向圆心 时刻垂直于速度 时刻发生改变 O F F F v v O v 一、向心力 3、作用效果： 改变速度方向 不改变大小 4、向心力是效果立并不存在，由其它力充当 O F F F v v O v 随堂训练 例：如图小球在光滑的木板上在轻绳的作用下做匀速圆周运动，则下列选项正确的是（ ） A、小球受重力、支持力、绳子拉力和向心力作用 B、小球做匀速率运动 C、绳子拉力时刻指向圆心 D、松手后小球将继续做匀速圆周运动 BC 二、提供的向心力 1、做匀速圆周运动的物体受到 的合外力为物体做匀速圆周 运动提供向心力 受力分析求提供 例：小球在绳子的拉力作用下在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向夹角如图 mg T G Ff FN ω F合＝FN = Fn 滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动 物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。 物块随着圆桶一起匀速转动 物体所受支持力充当向心力 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 F合 ω θ θ m mg N 球在光滑玻璃漏斗中做匀速圆周运动 小球在某一平面做匀速圆周运动 竖直方向 水平方向 ω θ θ m O r mg 物体所受支持力在水平方向上的分力充当向心力 球在光滑玻璃漏斗中做匀速圆周运动 N A 小球在竖直光滑轨道内做圆周运动 B C A点向心力 B点向心力 C点向心力 影响向心力的大小与哪些因素有关呢？ 1.保持小球转动的速度和绳的长 度不变，改变小球的质量，感 受向心力的变化。 2.保持绳的长度和小球的质量 不变，改变小球转动的速 度，感受向心力的变化。 探究影响向心力大小的因素 控制变量法 猜想：向心力大小可能与小球质量、转动速度、转动半径有关。 3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。 探究影响向心力大小的因素 控制变量法 验证猜想实验装置装置 只改变半径 只改变质量 只改变角速度 实验原理 控制变量法 向心力 表达式 方向 总指向轨迹的圆心 改变速度方向 不改变速度大小 向心力大小表达式 三、物体做圆周运动需要的向心力 1.内容：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。 2、表达式：F需＝mrω2 三、物体做圆周运动需要的向心力 3、推导式： 例：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）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．向心力的大小与角速度大小的关系 C．向心力的大小与物体质量的关系 随堂训练 A B 随堂训练 例：质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方 处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），细线没有断裂，则下列说法正确的是（ ） A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然增大 C．小球向心力变大 D．小球向心力减小 BC 例：长为L的细线拴一质量为m的小球，细线另一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，这种运动通常称为圆锥摆运动。已知运动中细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，求 （1）小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力大小； （2）细线对小球的拉力F的大小； （3）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。 随堂训练 例：质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千板摆到最低点时，小孩运动的速度大小是5m/s，求此时她对秋千板的压力是多大？ 随堂训练 Lavf54.6.100 Lavf58.30.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$