物理人教版（2019）必修第二册6.2向心力（共19张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册6.2向心力（共19张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1017.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-19 13:41:38 | ||
图片预览
文档简介
(共19张PPT)
6.2 向心力
一、向心力（向心力到底是什么样的力？）
G
F
O
FN与G相抵，
拉力F提供了向心力
G
N
F
N
F
弹力F提供了小球做匀速圆周运动的向心力
G
F
O
定义：
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)。
结论：
1.向心力的方向一定指向圆心。
2.向心力是根据力的作用效果命名的（受力分析时不分析）。
3.向心力的作用只改变速度方向，不改变速度大小
一、向心力（向心力到底是什么样的力？）
一、向心力（感知和练习）
r
O'
O
θ
l
h
FT
G
F合
如图：拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。
Fn＝mg tanθ
F合＝mg tanθ
一、向心力（感知和练习）
实例分析 图例 向心力来源
用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动 (俯视图) 提供向心力
物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止 提供向心力
一、向心力（感知和练习）
在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动且未发生滑动 提供向心力
用细绳拴住小球在竖直平面内做圆周运动，当小球经过最低点时 的合力提供向心力
飞机水平转弯做匀速圆周运动 的合力提供向心力
二、向心力大小（向心力演示器）
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。
二、向心力大小（向心力演示器）
(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。
二、向心力大小（向心力演示器）
控制变量法
二、向心力大小
精确的实验表明，向心力的大小可以表示为:
f
【练1】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）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。
【练2】甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ）
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
【练3】长为L的细线，拴一质量为m的小球(小球可视为质点)，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线与竖直方向的夹角是α时，求(重力加速度为g)：
(1)细线的拉力的大小；
(2)小球运动的线速度的大小；
(3)小球运动的角速度及周期。
思维导图
解题思路
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
向心力公式是根据匀速圆周运动推导出的，但也适用于变速圆周运动，只不过匀速圆周运动是合力提供向心力，而变速圆周运动的合力一般不指向圆心，合力在半径方向上的分力Fn提供向心力。
O
Fn
F合
v
变速圆周运动
【练4】如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是( )
A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向
B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向
C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向
D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
变速圆周运动
【练6】质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千板摆到最低点时，小孩运动的速度大小是5m/s，求此时她对秋千板的压力是多大？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。
处理一般曲线运动的方法：
r1
r2
6.2 向心力
一、向心力（向心力到底是什么样的力？）
G
F
O
FN与G相抵，
拉力F提供了向心力
G
N
F
N
F
弹力F提供了小球做匀速圆周运动的向心力
G
F
O
定义：
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)。
结论：
1.向心力的方向一定指向圆心。
2.向心力是根据力的作用效果命名的（受力分析时不分析）。
3.向心力的作用只改变速度方向，不改变速度大小
一、向心力（向心力到底是什么样的力？）
一、向心力（感知和练习）
r
O'
O
θ
l
h
FT
G
F合
如图：拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。
Fn＝mg tanθ
F合＝mg tanθ
一、向心力（感知和练习）
实例分析 图例 向心力来源
用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动 (俯视图) 提供向心力
物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止 提供向心力
一、向心力（感知和练习）
在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动且未发生滑动 提供向心力
用细绳拴住小球在竖直平面内做圆周运动，当小球经过最低点时 的合力提供向心力
飞机水平转弯做匀速圆周运动 的合力提供向心力
二、向心力大小（向心力演示器）
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。
二、向心力大小（向心力演示器）
(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。
二、向心力大小（向心力演示器）
控制变量法
二、向心力大小
精确的实验表明，向心力的大小可以表示为:
f
【练1】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）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。
【练2】甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ）
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
【练3】长为L的细线，拴一质量为m的小球(小球可视为质点)，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线与竖直方向的夹角是α时，求(重力加速度为g)：
(1)细线的拉力的大小；
(2)小球运动的线速度的大小；
(3)小球运动的角速度及周期。
思维导图
解题思路
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
向心力公式是根据匀速圆周运动推导出的，但也适用于变速圆周运动，只不过匀速圆周运动是合力提供向心力，而变速圆周运动的合力一般不指向圆心，合力在半径方向上的分力Fn提供向心力。
O
Fn
F合
v
变速圆周运动
【练4】如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是( )
A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向
B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向
C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向
D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
变速圆周运动
【练6】质量为25kg的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千板摆到最低点时，小孩运动的速度大小是5m/s，求此时她对秋千板的压力是多大？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。
处理一般曲线运动的方法：
r1
r2