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 教师：黄党龙 日期： 月 日 惜时问学 守道向善 水平光滑平面 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 N G F 1、小球受哪些力的作用？ 2、这几个力的合力是什么？沿什么方向？ 这个合力起什么作用？ v F v F v F F v 做匀速圆周运动的物体， 合外力指向圆心，与速度V垂直 议一议：使地球绕太阳做圆周运动需要力吗？向哪里？ 一、向心力 2、方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。 3、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。 1、定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。 这个向心力哪里来？ 注意： 1、向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 2、向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 议一议：下列物体做圆周运动的向心力的来源 受力分析 受力分析 G FN f G T 向心力是根据力的作用效果命名，由某个力或几个力的合力提供. 向心力来源可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力. 议一议：下列物体做圆周运动的向心力的来源 θ ω θ m O r mg FN F合 竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合= FNsinθ 向心力由重力与支持力的合力提供 向心力由支持力的分力提供 站立式讨论：小伙子做圆周运动的向心力来源 站立式讨论：向心力的来源 洗衣机脱水时，衣物受几个力？ 衣物做圆周运动的向心力哪里来？ G Ff FN ω 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 二、猜想：向心力的大小与什么有关？ 向心力的大小与什么有关？ 实验：探究向心力的表达式 实验结论： ω，R一定，F与ｍ成正比 m，Ｒ一定，F与ω成正比 m， ω一定，F与Ｒ成正比 课堂小结 向心力：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力 向心力的作用效果：改变速度的方向 向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力 向心力的大小 小试牛刀 某条高速公路的一段水平拐弯路段的圆弧半径R=250m。某种型号的汽车在该路面行驶时，路面对汽车轮胎产生的指向圆心的最大静摩擦力等于车重的0.64倍，忽略空气阻力，取g=10m/s2。如果拐弯路段的路面也是水平的，该汽车以v1=108km/h的速率行驶，能否安全通过？ 例1：关于向心力说法中正确的是（ ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以 外的一种新的力 B 例2 甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ） A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 C 把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图，小球的向心力是什么力提供的？ 例3、 解析：小球受力分析如图。 G F 可见，向心力是重力G和支持力F的合力提供的.也可以认为是支持力F在水平方向的分力提供的 上题中，若小球转动的角速度为ω，如图倾角为α，试求小球做圆周运动的半径。 解析：小球受力分析如图。 mg F 可知小球做圆周运动的向心力Fn为是重力G和支持力F的合力，有： Fn=mg tanα = mrω2 解得：r = g tanα/ω2 α 如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？ 练习 解析：小橡皮受力分析如图。 小橡皮恰不下落时，有： Ff=mg 其中：Ff=μFN 而由向心力公式： FN=mω2r 解以上各式得： G Ff FN 三、扩展：变速圆周运动和一般曲线运动的特点 F O Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. F Fn Ft 加速 结论同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。 三、扩展：变速圆周运动和一般曲线运动的特点 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. 三、扩展：变速圆周运动和一般曲线运动的特点 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Lavf57.83.100 $$