2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课件-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

厚德求正 博学求真 Honghu Senior High School 2.2-匀速圆周运动的向心力和向心加速度（上） “从物理学出发思考一切” —— 爱因斯坦 1 PART ONE 1 认识 向心力 1.小球是否处于平衡状态？为什么？ 2.小球受到了哪些力（画出受力示意图）？ 3.你认为小球受的合力向什么方向？ 如图所示，细绳一端固定，另一端连接着质量为m的小球．小球在光滑水平面上做匀速圆周运动． 向心力的概念 3 物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫作向心力. 向心力的概念 向心力是合力的一种类型 炸弹音效 如图所示，细绳一端固定，另一端连接着质量为m的小球．小球在光滑水平面上做匀速圆周运动． 向心力是恒力还是变力？ 思考与讨论 向心力有什么作用效果？ 4 物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫作向心力. 向心力的概念 向心力是合力的一种类型 思考与讨论 向心力是恒力还是变力？ 向心力有什么作用效果？ 5 此处视频1， 向心力的认识 物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫作向心力. 向心力的概念 向心力是合力的一种类型 向心力是恒力还是变力？ 思考与讨论 向心力有什么作用效果？ 例题 下列关于向心力的说法正确的是(　　) A．物体由于做圆周运动而产生了向心力 B．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C．对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力 D．做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 B 对答案 7 思考与讨论 沿着半径方向，指向圆心 现在，我们已经了解了向心力的方向规律： 向心力的大小又会有什么规律呢？ 请根据生活经验猜想，影响向心力的大小的因素可能有哪些？ 要验证这些猜想，应该采用什么实验方法？ 2 PART TWO 感受 向心力的大小 如图，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体，在光滑桌面上抡动细绳，使物体做圆周运动，此时可近似认为物体做圆周运动的向心力等于绳的拉力． 利用身边的小物件进行探究 注意速度不要太快，以免发生危险 如图，用一根结实的细绳，一端拴一个小物体，在光滑桌面上抡动细绳，使物体做圆周运动，此时可近似认为物体做圆周运动的向心力等于绳的拉力． 实验现象 (1) 保持小物体的质量和角速度不变，增大圆周运动的半径，感觉绳上的拉力变　　 ． (2) 保持小物体的质量和做圆周运动的半径不变，增大物体的角速度，感觉绳上的拉力变　　 ． (3) 保持小物体的角速度和做圆周运动的半径不变，换用质量更大的小物体，感觉绳上的拉力变　　 ． 大 大 大 实验结论 (1) 质量和角速度不变时，圆周运动的半径越大，小物体所受的向心力就越大． (2) 质量和圆周运动的半径不变时，角速度越大，小物体所受的向心力就越大． (3) 角速度和做圆周运动的半径不变时，质量越大，小物体所受的向心力就越大． 例题 （多选）某实验小组探究影响向心力大小的因素．用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)，将手举过头顶，使纸杯在水平面内做圆周运动．下列说法中正确的是 A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 BD 对答案 14 3 PART THREE 探究 向心力大小的表达式 现在，我们已经了解了向心力的大小的基本规律： 物体做匀速圆周运动的向心力的大小与 物体的质量 、 圆周运动的半径 和 圆周运动的角速度 有关 现在，我们已经了解了向心力的大小的基本规律： 那么向心力与质量、半径、角速度有什么定量关系？ 物体做匀速圆周运动的向心力的大小与 物体的质量 、 圆周运动的半径 和 圆周运动的角速度 有关 现在，我们已经了解了向心力的大小的基本规律： 那么向心力与质量、半径、角速度有什么定量关系？ 视频2：向心力探究实验 思考与讨论 本实验主要用到了什么物理研究方法？ 圆周运动的向心力的表达式是什么？ 传动皮带如何影响物体转动的角速度？ 完成实验，回答这些问题 实验原理 实验过程 实验结论 向心力大小怎样测量？ 实验结论 (1) 质量和角速度不变时，小球所受的向心力与圆周运动的______成正比． (2) 质量和圆周运动的半径不变时，小球所受的向心力与圆周运动的_________________成正比． (3) 角速度和做圆周运动的半径不变时，小球所受的向心力与_______成正比． 半径 角速度的平方 质量 向心力与线速度会有什么定量关系？ 向心力与线速度 v＝ωr 结论 mω2r m 23 $$