6.2 向心力 课件 -2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.2 向心力（二） v ω T f n 定义 转1周用时 1s转过圈数 单位时间 转过圈数 单位 m/s rad/s s Hz r/s或r/min 意义 沿圆周运动快慢 绕圆心转动快慢 联系 描述圆周运动快慢的物理量的比较 各种传动装置的比较 实验：用传感器探究向心力 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 仔细观察运动员掷链球时的动作，运动员使链球加速转动时，绳子牵引链球的方向并不与链球运动的方向垂直。也就是说，链球加速时，它所受的力并不严格指向运动轨迹的圆心。 链球正在加速转动的情况：O 是链球运动轨迹的圆心，F 是锁链对链球的拉力。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F t 和指向圆心的分力F n 。F t与链球运动的速度同向，使得链球的速度越来越大； F n 指向圆心，提供链球做圆周运动所需的向心力，改变链球线速度的方向。 链球 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° : 可以把曲线分割为很多很短的小段，质点在每一段的运动都可以看作圆周运动的一部分。 匀速与变速圆周运动的比较 情境1：杂技演员进行表演时可以悬空靠在匀速转动的圆筒内壁上，已知，杂技演员质量为m，圆筒内径为r，转动角速度为ω，问向心力由谁提供，并求此力大小。 列出基本方程 情境2：细线一端拴一个质量为m的橡皮塞，另一端握在手中，将手举过头顶，使橡皮塞以角速度ω在水平面内做半径为r的匀速圆周运动，求细线受拉力大小。 列出基本方程 情境3：一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度为ω，圆盘上距圆盘中心r处有一质量为m的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动，问向心力由谁提供，并求它的大小。 列出基本方程 情境4：质量为m的汽车通过拱形桥顶点时速度为v，此处曲率半径为r，求汽车受到的支持力，车内的乘客是超重了还是失重了？汽车通过凹形路面最低点时速度为v，此处曲率半径为r，情况又如何？ 列出基本方程 情境5：杂技演员表演“水流星”,最高点速度为v1，最低点速度为v2，桶与水的总质量为m，圆周运动半径为r，分别求最高点与最低点处绳子的拉力，通过最高点速度有何要求？ 列出基本方程 情境6：长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动，绳与竖直方向的夹角为θ，求小球运动的角速度。 列出基本方程 情境7：已知绳长为l，水平标长为d，小球质量为m，当小球绕轴匀速转动时绳与竖直方向成θ角，求角速度ω。 列出基本方程 情境8：已知漏斗的圆锥底面半径为R，高为H，小球质量为m，在水平面做半径为r的匀速圆周运动，问运动一周需多长时间。 列出基本方程 列出基本方程 情境9：杂技演员表演飞车走壁，摩托车与人的总质量为m，圆周运动半径为r ，圆台侧壁与水平方向夹角为θ，问每分钟可绕几圈？ 情境10：半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，小物块质量为m与罐壁相对静止，此时小物块受到的摩擦力恰好为0，它与O的连线与竖直方向成θ角，求转台转动的角速度。 列出基本方程 Lavf57.62.100 $$