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

向心力 高一《物理》(人教版)必修二 第六章第二节 1 制作人：王楠楠 6.2 向心力 v = Δt Δs ω= Δt Δ θ v = ωr 知识回顾 6.2 向心力 2 根据牛顿第二定律可得加速度a的方向始终与合外力F的方向相同，并能求出加速度大小． 老驴拉磨为什么要蒙住眼睛呢？ 新课引入：老驴拉磨 6.2 向心力 新课引入：老驴拉磨 绳子拉着驴，驴在前进的过程中，始终受到一个阻碍他直行的力，被迫改变了前进方向，走出一个圆。 为什么蒙住眼睛，老驴还能走出一个标准的圆？ 6.2 向心力 一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。小球受到哪几个力作用？ 如果剪刀将细线剪断，小球将做什么运动？ 研究小球所受合力 思考与讨论 向心力 6.2 向心力 O G FN F 小球受重力，桌面支持力和细线的拉力。FN与G相平衡，合力为F。 O 用剪刀将细线剪断，小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。 向心力 6.2 向心力 F F F V V O V 方向：始终指向圆心(与v 垂直或与半径垂直)，是变力 。 作用：不断改变速度（线速度）方向，让物体做圆周运动。 向心力 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫做向心力。符号：Fn 6.2 向心力 8 向心力不是真实的力，需要别的力来提供 可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供 向心力 6.2 向心力 地球绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，太阳对地球 的引力提供向心力 。 F引 向心力 6.2 向心力 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 向心力 6.2 向心力 G f FN ω 物块随着圆桶一起匀速转动 物块做匀速圆周运动时，合力（即桶对物块的支持力）提供向心力。 学科网 F向= F合= FN 6.2 向心力 静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。 ω A 木块随转盘一起做匀速转动 向心力 6.2 向心力 实验步骤： （1）在绳子的一端拴一个小沙袋，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。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。 感受向心力 实验器材：绳子、小沙袋 向心力的大小 做一做 6.2 向心力 （2）保持沙袋转动的速度和绳的长度不变，改变沙袋的质量感受向心力的变化。 （4）保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。 （3）保持绳的长度和沙袋的质量不变，改变沙袋转动的速度感受向心力的变化。 6.2 向心力 向心力演示器 1 2 4 3 5 8 7 6 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。 向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径有什么样关系呢？ 我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。 向心力的大小 3.2 摩擦力 实验：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。 2、实验原理： 匀速转动手柄 ，使变速塔轮以及长槽和短槽内的小球匀速转动，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。 方法:控制变量法 3.2 摩擦力 17 3、实验步骤： （1）探究向心力的大小与物体的质量之间的关系 结论：其他条件相同的条件下，质量越大，套桶露出标度的格数越多， 即向心力与物体的质量成正比。 实验：探究向心力大小的表达式 3.2 摩擦力 18 （2）探究向心力的大小与物体运动角速度之间的关系 结论：其他条件相同的条件下，角速度越大，套桶露出标度的格数越多， 即向心力与角速度大小的平方成正比。 实验：探究向心力大小的表达式 3.2 摩擦力 19 （3）探究向心力的大小与轨道半径之间的关系 结论：其他条件相同的条件下，半径越大，套桶露出标度的格数越多， 即向心力与半径成正比。 实验：探究向心力大小的表达式 3.2 摩擦力 20 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn ＝ mω2r 由：v=ωr 得 实验：探究向心力大小的表达式 v2 Fn＝m—— r 3.2 摩擦力 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1、加速、减速、改变速度方向 （1）加速：速度方向与力的方向相同 （2）减速：速度方向与力的方向相反 v F v F Fn （3）力的方向与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度的大小。 6.2 向心力 O O Fn Ft F合 v Fn Ft v F合 速度增大的圆周运动 速度减小的圆周运动 匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力 产生切向加速度，改变速度的大小 产生向心加速度，改变速度的方向 做变速圆周运动的物体所受的力 6.2 向心力 匀速圆周运动 G N F 合力全部提供向心力 合力部分提供向心力 O Fn Ft F合 v 变速圆周运动 6.2 向心力 处理一般曲线运动的方法 r1 r2 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。 一般曲线运动 一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？ 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。 6.2 向心力 3、向心力的大小 2、向心力的作用效果： 1、向心力的方向： 4、变速圆周运动中的合力并非向心力 在匀速圆周运动中合力充当向心力 指向圆心 改变速度的方向 课堂小结 6.2 向心力 Lavf58.12.100 Lavf58.29.100 $$