6.2向心力（第一课时）课件(共14张PPT)

(共14张PPT)
5.2向心力（第一课时）
学习目标和任务
1.理解什么是向心力，能分析向心力的来源。
2.知道向心力的大小与哪些因素有关
3.知道如何通过实验探究得出向心力大小与影响因素的具体关系，并能用向心力表达式进行相应的计算。
上节内容回顾
1.描述圆周运动快慢的物理量有哪些
2.什么是匀速圆周运动
线速度
角速度
周期
如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫作匀速圆周运动。
一个小球在细线牵引下，绕光滑桌面上的图钉做圆周运动
1.想一想
这个运动是否是匀速圆周运动 如何证明
2.做一做
利用家里的条件试着做一下这个实验，
a.可以用手代替图钉感受一下绳上的力
b.用剪刀将细线剪断，观察小球的运动
3 .思考
对小球受分析，使小球做匀速圆周运动的力有何特点
指向圆心，改变小球的运动方向
一、向心力
大量实例都表明: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(Fn)。
注意:
F合=Fn
1.向心力是指向圆心的合力。
2.向心力是根据力的作用效果命名的。
3.向心力方向:指向圆心与速度垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
例:如图所示，小球在水平面内做匀速圆周运动谁提供向心力
如图:拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动的向心力。
FT
mg
F合
*当质量为m的物体以角速度ω、沿半径为r的圆周做匀速圆周运动时，需要多大的向心力F和哪些因素有关
1.感受与猜想
通过感受发现:做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。
当质量为m的物体以角速度ω、沿半径为r的圆周做匀速圆周运动时，需要多大的向心力F,和哪些因素有关 具体什么关系
2.实验探究
>向心力演示器的构造
1匀速转动手柄
2和3变速塔轮
4长槽、5短槽、6横臂
7弹簧测力套筒、8标尺
>原理
匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽、短槽和槽内的小球随之匀速转动，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需向心力的比值。皮带绕在不同的塔轮上可以改变角速度。
>实验方法及步骤
(1)Fn与m关系 (控制r、 ω不变)
让铝球与钢球的质量之比为1:2。将铝球和钢球分别放在相同半径处，皮带套在两个半径相同的塔轮上(ω不变)，摇动手柄。观察套桶露出标度的格数，比较向心力的大小。
(2)Fn与ω的关系 (控制m、r不变)
将两个质量相同的小钢球放在相同半径处。皮带套在两个半径为1:2的塔轮上(ω之比2:1)，转动手柄。观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。
(3)Fn与r的关系 (控制m、 ω不变)
将两个质量相同的钢球分别放在不同半径处。皮带套在两个半径相同的塔轮上(ω不变)，摇动手柄。观察套筒露出标度的格数，比较向心力的大小。
通过更精确的实验可以得出
控制不变的量 实验结论
1 m、ω r越大，Fn越大，Fn∝r
2 m、r ω越大，Fn越大，Fn∝ω2
3 R、ω m越大，Fn越大，Fn∝m
二、向心力的大小
向心力的大小可以表示为:
由:
得
由:
得
例题(课后练习3)
如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。
(1)求小物体所受向心力的大小。
(2)关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见:
甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心;
乙认为小物体有向前运动的趋势,静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么 说明理由。
N
F
G
(1)
(2)甲的说法正确
小结
一、向心力
大量实例都表明: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(Fn)。
二、向心力的大小
向心力的大小可以表示为: