6.1圆周运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

探究建构：圆周运动 导入 生活中我们经常用钟表，钟表一般在表面上有三根指针，仔细观察时针、分针、秒针的运动，他们有什么规律？ 时针、分针、秒针都做圆周运动。那么怎样描述圆周运动的快慢呢？ 　 学习内容 深度思考 自主学习 活动四，活动五 重点讨论以下几个问题 （1）圆周运动的运动轨迹是哪个圆，圆心在哪？向心力的方向如何判断？向心力的来源有哪些？ （2）如何设计实验探究向心力表达式 （3）向心加速度与半径成反比还是成正比？如何理解向心加速度公式 探究学习 1.小组合作，转动同时释放小球，观察小球如何运动。 2.感受向心力与什么有关,在桌面上用手转动小球，控制半径相同增加转速，控制转速相同，增大半径，你有何感觉？ 3.通过视频资源，定量探究向心力表达式 4.讨论深度思考的问题，根据牛顿第二定律试推导向心加速度大小和方向。 学习要求： （1）独立思考，梳理思路 （2）带着自己的问题，在小组内进行讨论 （3）小组长做好分工，先一对一进行讨论再集中讨论 （4）注意及时做好整理。 题目 展示方式 活动三 习练 拍照上传271BAY 活动四 表格 表格拍照上传 思考 口头展示 活动五 匀速圆周运动加速度 黑板展示 4、向心力来源 向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。 如图：拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。 O' ω O θ l m mg F合 FT 飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。 Fn G F 静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。 ω A 二、向心力的大小 思考：研究向心力的大小与哪些因素有关？ 向心力的大小我们可以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。 做一做 探究向心力大小的表达式 1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。 向心力演示器 1 2 4 3 5 8 7 6 2、向心力演示器的构造 匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。 3、原理 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn＝mω2r 由：v=ωr得 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，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。 这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。 v v 做匀速圆周运动的物体加速度总指向圆心。这个加速度称为向心加速度。 1、方向指向圆心 2、意义：反映速度方向改变快慢的物理量 根据牛顿第二定量，运动物体加速度的方向跟合外力的方向相同。 an= v2 r an= ω2r 根据牛顿第二定律，结合上节学习的向心力表达式，推导向心加速度的表达式： 1．匀速圆周运动的向心加速度： 2．用ω和r来表示向心加速度： 3．请用v和ω来表示向心加速度： 4．请用T和r来表示向心加速度： 5．请用n（f）和r来表示向心加速度： 从公式 看，an与r成反比 从公式 看，an与r成正比 an= v2 r an= rω2 那么，a与半径r究竟成正比还是成反比？ 分析归纳： an= v2 r an= rω2 由a=v2/r知，做匀速圆周运动的物体，其线速度大小一定时，向心加速度与半径成反比 由a=rω2知，做匀速圆周运动的物体，角速度一定时，向心加速度与半径成正比 o r ω一定 v一定 a $$