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第6章 圆周运动
第2节 向心力
导入
向心力
向心力
各种圆周运动均受到指向圆心的力,称之为向心力。
环节一:向心力概念的建立
(1)如果细绳突然断了,小球还能做圆周运动吗 为什么
(2)小球受几个力的作用
(3)这几个力的合力的方向有什么特点 这几个力的合力产生了什么作用效果
Fn
G
FT
环节一:向心力概念的建立
(1)小球做这样的圆周运动时,其运动轨迹的圆心在哪里
(2)图乙中的小球与图甲中的小球的运动情况相同吗 它们的受力情况是否应该相似 你想到了什么
(3)图乙中小球所受的合力是否指向圆心 你能否通过力的合成或力的分解求解出小球所受的合力吗
O
G
FT
Fn
环节一:向心力概念的建立
摩擦力
支持力
合力
向心力可以是弹力、摩擦力、引力等力中的一个力,也可以是某几个力的合力或者某一个力的分力,它是一个效果力。
环节二:向心力大小的探究
质量、转速一定时,细绳越长,拉力越大;质量、绳长一定时,转速越快,拉力越大;绳长、转速一定时,质量越大,拉力越大。
环节二:向心力大小的探究
(1)向心力的大小该怎样测量
(2)实验中有多个变量,需要采用什么探究方法
(3)如何改变物体的质量 如何设定轨道半径
(4)如何控制或测定物体的角速度
(5)得到了怎样的实验结果 根据结果能写出怎样的表达式
环节二:向心力大小的探究
根据已有知识,你还能写出怎样的表达式
向心力的表达式:Fn=mω2r。
环节三:变速圆周运动的受力分析
(1)小球能在竖直平面内做匀速圆周运动吗 为什么
(2)小球在运动过程中,速度是如何变化的
(3)做圆周运动需要什么方向的力 速度变大(变小)需要什么方向的力 你能画出力的示意图并加以分析吗
(4)做变速圆周运动的物体所受的合力还指向圆心吗 物体做变速圆周运动需要向心力吗
环节三:变速圆周运动的受力分析
变速圆周运动的合力不指向圆心,其合力指向圆心的分力(向心力)改变速度方向,沿圆周切线方向的分力改变速度的大小。
环节四:一般曲线运动的处理方法
过山车在轨道上行驶时,能近似地看作圆周运动吗 你能大致分析过山车的受力情况吗 过山车轨道能否看成是由无数多个圆弧轨道拼接而成的呢
环节四:一般曲线运动的处理方法
一般的曲线运动可以分解成无数多个圆周运动去处理。
对于一般的曲线运动,我们又该怎么研究呢
1.“探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示,该实验采用的方法是 ( )
A.控制变量法 B.理想模型法
C.类比法 D.等效替代法
课堂练习
A
2.如图所示,小物块与水平圆盘保持相对静止,随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动。关于小物块的受力情况,下列说法中正确的是 ( )
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和摩擦力
C.受重力、支持力、摩擦力和向心力
D.受到的合力为0
课堂练习
B
课堂练习
3.如图所示,小物体在圆盘上随圆盘一起做匀速圆周运动,其向心力 ( )
A.重力提供
B.始终指向圆盘中心
C.方向与速度方向相同
D.由圆盘对小物体的支持力提供
B
4.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的转速减小以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法中正确的是 ( )
A.物体所受弹力增大,摩擦力增大
B.物体所受弹力不变,摩擦力减小
C.物体所受弹力减小,摩擦力不变
D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
课堂练习
C
5.下列关于向心力的说法中正确的是 ( )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力
B.向心力就是物体受到的合力
C.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D.向心力改变做圆周运动的物体的速度方向
课堂练习
D