物理人教版（2019）必修第二册6.2向心力（共18张ppt）

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v
F
v
v
人 造 卫 星 绕 地 球 运 行
6 .2 向心力
【做一做】轻绳系一小球，在水平面做圆周运动。
竖直方向N与G平衡，绳中拉力即为小球的合力，指向轨迹的圆心。
【问题1】小球做匀速圆周运动经a、b、c三点时受到哪些力的作用？
做匀速圆周运动的小球在任何位置总是受到指向圆心的拉力的作用。
FN
mg
f
O
θ
O'
FT
mg
F合
转 盘
圆锥摆
【实例分析】常见匀速圆周运动
一、向心力()
做圆周运动的物体受到的总指向圆心的力()；
1 . 定义：
2. 特点：
（4）做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力。
（3）只改变速度的方向，不改变速度的大小；
（1）向心力是根据力的作用效果命名的，
各种性质的力都可以提供向心力；
（2）与速度方向垂直，始终沿半径指向圆心；
感知与分析
【探究活动】感受向心力
二、向心力()的大小
向心力大小与物体质量、轨道半径、角速度三个因素有关
【实验】探究向心力大小的表达式
实验方法：
控制变量法
实验结论：
即
各物理量均取国际制单位时，=1
1
2
【典例】如图所示，用长为的细绳系一质量为的小球做圆锥摆运动，细绳与竖直方向为角，求：
（1）小球做圆周运动的向心力大小；
（2）小球做圆周运动的线速度大小和周期；
O
θ
O'
FT
mg
FTx
FTy
《向心力》小结
1、向心力：
2、向心力的特点
3、向心力的大小
（1）根据力的作用效果命名，各种性质的力都可以提供向心力；
（2）做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力。
做圆周运动的物体受到的指向圆心的力（）。
【练习】关于向心力的说法正确的是(　　)
A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力
B.物体由于做圆周运动而产生了向心力
C.向心力可以是任何性质的力
D.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力
C
【思考】做匀速圆周运动的物体，靠合力提供向心力；做变速圆周运动的物体所需向心力还是由物体所受合力提供吗？
2、变速圆周运动的特点
O
v0
根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大；Fn指向圆心，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。
F
Fn
Ft
Fn改变速度的方向
Ft改变速度的大小
v0
思考与讨论：当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？
大于90°
F
Fn
Ft
v0
Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。
【练习】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
变速圆周运动
r2
r1
3、一般的曲线运动
（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。
（2）研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理
在研究时，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
这样，在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来处理了。
v
v
【练习】质量为15kg的小孩坐在秋千上，小孩重心离系绳子的横梁1.5m。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？