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 观察小钢球在细绳束缚下在水平光滑木板上的匀速圆周运动，对小钢球进行受力分析，找出这个匀速圆周运动的小钢球的受力特点。 一、向心力 一、向心力 观察小钢球在细绳束缚下在水平光滑木板上的匀速圆周运动，对小钢球进行受力分析，找出这个匀速圆周运动的小钢球的受力特点。 G F支 F拉 G F支 F拉 F拉 F拉 F拉 一、向心力 观察小钢球在细绳束缚下在水平光滑木板上的匀速圆周运动，对小钢球进行受力分析，找出这个匀速圆周运动的小钢球的受力特点。 F拉 F拉 F拉 F拉 一、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。这个指向圆心的合力就叫作向心力（centripetal force） G F支 F拉 G F支 F拉 F拉 F拉 F拉 一、向心力 2.方向：方向总是指向圆心且与速度方向垂直。 ※向心力是变力。 F拉 F拉 F拉 F拉 一、向心力 3.作用：只改变线速度的方向不改变速度大小。 F拉 F拉 F拉 F拉 一、向心力 4.说明：向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。 G F支 F拉 G F支 F拉 F拉 F拉 F拉 二、向心力的来源 水平光滑桌面上在绳的束缚下绕图钉匀速圆周运动的小钢球的向心力为细绳的拉力。 G F支 F拉 G F支 F拉 F拉 F拉 F拉 二、向心力的来源 如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。 G F拉 F合 二、向心力的来源 一圆盘可绕过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起做匀速圆周运动. G F支 f静 二、向心力的来源 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗后，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗内壁在某一水平面内做匀速圆周运动 G F支 F合 二、向心力的来源 质量为m的飞机以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，其做匀速圆周运动的半径为R。 G F升 F合 二、向心力的来源 圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在转筒内壁上随转筒一起转动而不滑落. G f F支 三、感受向心力 如图6.2-3所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。 四、探究向心力大小的表达式 向心力演示器如图6.2-4所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮和以及长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。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。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ①保持两小球圆周运动半径相同，角速度相同，研究向心力与小球质量的关系。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ①保持两小球圆周运动半径和角速度都相同，研究向心力与小球质量的关系。 实验表明：转动半径和角速度相同时，向心力与小球质量成正比。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ②保持两小球圆周运动质量和角速度相同，研究向心力与转动半径的关系。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ②保持两小球圆周运动质量和角速度相同，研究向心力与转动半径的关系。 实验表明：向心力与小球转动半径成正比。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ③保持两小球圆周运动质量和半径相同，研究向心力与转动角速度的关系。 四、探究向心力大小的表达式 控制变量法 ③保持两小球圆周运动质量和半径相同，研究向心力与转动角速度的关系。 实验表明：向心力与小球转动角速度的平方成正比。 四、探究向心力大小的表达式 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为 课堂练习 例1　如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是(　　) A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力 B．向心力由细线对小球的拉力提供 C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力 D．向心力的大小等于 课堂练习 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，绳不可伸长，不计空气阻力，取g＝10 m/s2) (1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图； (2)小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小． Lavf59.16.100 $$