6.2 向心力 课件 （24张PPT）
文档属性
| 名称 | 6.2 向心力 课件 （24张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 21:00:13 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第6章 圆周运动
第七节 向 心 力
观看视频：花样滑冰
0
00
情景激疑
1
01
复习：做匀速圆周运动的物体具有一个指向圆心的向心加速度，而力是产生加速度的原因。
产生向心加速度的力是什么？
这个力又有怎样的特点？
什么是向心力
2
02
问题：
匀速圆周运动的合外力与向心加速度有什么关系？
根据牛顿第二定律有：
匀速圆周运动的合外力与向心加速度的方向一致，总是指向圆心
1.向心力概念：做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向圆心，我们把这个力叫做向心力
什么是向心力
3
02
2.作用效果：只改变线速度方向，不改变线速度大小
3.特点：向心力是变力，方向时刻变化
V
F
4
03
向心力的来源
例1：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，
绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
思考：
你可以分析小球
受到的力吗？
5
03
向心力的来源
例1：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，
绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心
N
G
F
小球受：
重力、支持力、
绳子的拉力
结论：绳子的拉力可以提供向心力
6
03
向心力的来源
例2：观看视频——物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
思考：你可以分析物块受到的力吗？
7
03
向心力的来源
例2：物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
N
G
f
物块受：重力、支持力
还有静摩擦力
合力是静摩擦力，方向沿指向圆心
结论：摩擦力可以提供向心力
8
03
向心力的来源
例3：小球在绳子的牵引下在空中做匀速圆周运动
结论：重力和绳子拉力的合力可以提供 向心力
G
T
F合
可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？
重力和拉力的合力沿指向圆心
9
03
向心力的来源
例3拓展：从力的平衡角度分析小球在空中的圆周运动
结论：绳子拉力的水平分力可以提供向心力
G
T
可以将拉力进行分解
拉力的水平分力F2指向圆心
F2
F1
重力G与F1相互抵消
03
向心力的来源
1. 来源：向心力可以是某一个力，可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力。
例1：光滑桌面上的小球绕钉子做匀速圆周运动
例2：物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
例3：小球在绳子的牵引下在空中做匀速圆周运动
2. 性质：向心力并不是具有特定性质的力，它是按力的作用效果命名的，任何一个性质力都可以充当向心力。
例3拓展：从力的平衡角度分析小球在空中的圆周运动
10
11
04
向心力的大小
向心加速度：
向心力的数学表达式——
12
05
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验目的：验证
2.实验原理：小球在空中做匀速圆周运动，从力的角度求出，从运动的角度求出，将进行比较
3.器材：铁架台、钢球、细线、画有同心圆的木板
FT
G
F合
F合＝mg tanθ
Fn=m
F合 VS Fn
秒表、刻度尺、天平
13
05
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
4.数学处理：
5.测量数据：
r、h、m、转n圈数所用时间t
6.进行实验
F合＝mg tanθ
v=2πrn/t
Fn=m
=mg
小球转n圈数所用时间t
线速度=周长/周期
总结匀速圆周运动
06
11
1.运动性质: 速度v大小不变、方向时刻变化
2.加速度: 有向心加速度an
( 描述 v 方向变化快慢)
3.向心力: F合指向圆心，提供向心力
4.条件: F合大小不变，方向时刻和速度垂直
加速度a大小不变、方向时刻变化
变速圆周运动
07
观看视频——链球运动，思考变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
14
变速圆周运动
07
.
结论：做变速圆周运动的物体所受的合外力并不指向圆心。
F
F1
F2
思考：小球的线速度有什么变化？
15
例4：小球在平面内顺时针做加速圆周运动
为什么会有这样的变化？
做圆周运动还会有哪个力？
两个力的合力有什么特点？
V
变速圆周运动
07
.
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！
16
处理变速圆周运动的方法：
1.将合外力沿该点切线方向分解，它的作用是产生切向加速度，改变速度的大小
2.将合外力沿该点半径方向分解，它的作用是产生向心加速度，改变速度方向
一般曲线运动
08
17
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(内切圆的半径)。
r1
r2
A
B
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对一般曲线运动进行处理。
课堂练习
09
18
练习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
课堂练习
09
19
解：对物体进行受力分析
重力与支持力相互抵消
静摩擦力提供向心力
练习2.质量为m=1kg的物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,如果物体到转盘圆心的距离为r=0.5m,求物体受到的静摩擦力大小.
由向心力公式可知：F静=F向=mω2r
带入数据得：
ω
O
G
FN
F静
F静=
课堂总结
10
20
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指向圆心
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
Fn =mvω
指向圆心
改变速度的方向
在匀速圆周运动中合力充当向心力
谢谢大家！
第6章 圆周运动
第七节 向 心 力
观看视频：花样滑冰
0
00
情景激疑
1
01
复习：做匀速圆周运动的物体具有一个指向圆心的向心加速度，而力是产生加速度的原因。
产生向心加速度的力是什么？
这个力又有怎样的特点？
什么是向心力
2
02
问题：
匀速圆周运动的合外力与向心加速度有什么关系？
根据牛顿第二定律有：
匀速圆周运动的合外力与向心加速度的方向一致，总是指向圆心
1.向心力概念：做匀速圆周运动的物体受到的合外力总是指向圆心，我们把这个力叫做向心力
什么是向心力
3
02
2.作用效果：只改变线速度方向，不改变线速度大小
3.特点：向心力是变力，方向时刻变化
V
F
4
03
向心力的来源
例1：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，
绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
思考：
你可以分析小球
受到的力吗？
5
03
向心力的来源
例1：光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，
绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心
N
G
F
小球受：
重力、支持力、
绳子的拉力
结论：绳子的拉力可以提供向心力
6
03
向心力的来源
例2：观看视频——物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
思考：你可以分析物块受到的力吗？
7
03
向心力的来源
例2：物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
N
G
f
物块受：重力、支持力
还有静摩擦力
合力是静摩擦力，方向沿指向圆心
结论：摩擦力可以提供向心力
8
03
向心力的来源
例3：小球在绳子的牵引下在空中做匀速圆周运动
结论：重力和绳子拉力的合力可以提供 向心力
G
T
F合
可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？
重力和拉力的合力沿指向圆心
9
03
向心力的来源
例3拓展：从力的平衡角度分析小球在空中的圆周运动
结论：绳子拉力的水平分力可以提供向心力
G
T
可以将拉力进行分解
拉力的水平分力F2指向圆心
F2
F1
重力G与F1相互抵消
03
向心力的来源
1. 来源：向心力可以是某一个力，可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力。
例1：光滑桌面上的小球绕钉子做匀速圆周运动
例2：物块在水平圆盘上做匀速圆周运动
例3：小球在绳子的牵引下在空中做匀速圆周运动
2. 性质：向心力并不是具有特定性质的力，它是按力的作用效果命名的，任何一个性质力都可以充当向心力。
例3拓展：从力的平衡角度分析小球在空中的圆周运动
10
11
04
向心力的大小
向心加速度：
向心力的数学表达式——
12
05
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验目的：验证
2.实验原理：小球在空中做匀速圆周运动，从力的角度求出，从运动的角度求出，将进行比较
3.器材：铁架台、钢球、细线、画有同心圆的木板
FT
G
F合
F合＝mg tanθ
Fn=m
F合 VS Fn
秒表、刻度尺、天平
13
05
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
4.数学处理：
5.测量数据：
r、h、m、转n圈数所用时间t
6.进行实验
F合＝mg tanθ
v=2πrn/t
Fn=m
=mg
小球转n圈数所用时间t
线速度=周长/周期
总结匀速圆周运动
06
11
1.运动性质: 速度v大小不变、方向时刻变化
2.加速度: 有向心加速度an
( 描述 v 方向变化快慢)
3.向心力: F合指向圆心，提供向心力
4.条件: F合大小不变，方向时刻和速度垂直
加速度a大小不变、方向时刻变化
变速圆周运动
07
观看视频——链球运动，思考变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
14
变速圆周运动
07
.
结论：做变速圆周运动的物体所受的合外力并不指向圆心。
F
F1
F2
思考：小球的线速度有什么变化？
15
例4：小球在平面内顺时针做加速圆周运动
为什么会有这样的变化？
做圆周运动还会有哪个力？
两个力的合力有什么特点？
V
变速圆周运动
07
.
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！
16
处理变速圆周运动的方法：
1.将合外力沿该点切线方向分解，它的作用是产生切向加速度，改变速度的大小
2.将合外力沿该点半径方向分解，它的作用是产生向心加速度，改变速度方向
一般曲线运动
08
17
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(内切圆的半径)。
r1
r2
A
B
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对一般曲线运动进行处理。
课堂练习
09
18
练习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
课堂练习
09
19
解：对物体进行受力分析
重力与支持力相互抵消
静摩擦力提供向心力
练习2.质量为m=1kg的物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,如果物体到转盘圆心的距离为r=0.5m,求物体受到的静摩擦力大小.
由向心力公式可知：F静=F向=mω2r
带入数据得：
ω
O
G
FN
F静
F静=
课堂总结
10
20
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指向圆心
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
Fn =mvω
指向圆心
改变速度的方向
在匀速圆周运动中合力充当向心力
谢谢大家！