6.2 向心力 课件(共23张PPT，含视频)高中物理人教版（2019）必修 第二册
文档属性
| 名称 | 6.2 向心力 课件(共23张PPT，含视频)高中物理人教版（2019）必修 第二册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 33.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-20 10:35:59 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
6.2 向心力
第六章 圆周运动
人教版（2019）必修 第二册
1．知道向心力是根据力的作用效果命名的，会分析向心力的来源。
2．感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系
3. 掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力
4. 知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
学习目标
游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？
导入新课
一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。用剪刀将细线剪断，观察小球的 运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？
一、向心力
讨论
G
FN
F
【小球受力分析】：
O
1.合力是什么？其方向有什么特点？
结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直。
2.合力方向与速度方向什么关系？
v
v
v
O
Fn
Fn
Fn
合力
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力。
3.向心力作用：
2.方向：
小结：向心力
4.来源：向心力是根据效果命名的力。
向心力可以是所有力的合力，也可以是某个力的分力。
⑴沿半径指向圆心
只改变 v 的方向
符号：
Fn
⑵与 v 垂直
⑶是变力
产生向心加速度
注意：受力分析只分析性质力，不可另外添加上一个“向心力”。
O
θ
O'
FT
mg
F合
1.圆锥摆
匀速圆周运动向心力来源实例分析
FN
mg
F静
静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。
F向= F合= Ff
2.水平匀速转动的转盘上，小物块随圆盘转动。
思考：为什么指向圆心呢？
G
Ff
FN
ω
3.滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动
F合＝FN = Fn
物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。
(桶对物块的支持力提供向心力。)
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
练习
做一做
实验器材：绳子、小沙袋
向心力的大小与ω(v) 、m、r有关
猜想
探究方法：
在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。
结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、转动的快慢、轨道半径三个因素有关系。
二、向心力的大小
控制变量法
探究F向大小的表达式
实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。
实验演示：
实验结论:
当m、r一定时
当m、ω一定时
当ω 、r一定时
总结：向心力大小的表达式
1.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
C
练习
2.小球做圆锥摆时，细绳长 L，与竖直方向成 θ 角，求小球做匀速圆周运动的角速度 ω 。
O′
O
mg
FT
F
θ
L
小球做圆周运动的半径 R = Lsinθ
R
解：小球的向心力由 FT 和 G 的合力提供
即 ：mgtanθ = mω2Lsinθ
F向 = mω2R
F向 = F = mgtanθ
3.如图，半径为 r 的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为 μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
解：小橡皮受力分析如图。
小橡皮恰不下落时，有：Ff = mg
其中：Ff = μFN
而由向心力公式：FN = mω2r
解以上各式得：
G
Ff
FN
小结
解题步骤
1.明确研究对象
2.运动分析——确定轨道面、圆心、半径
3.受力分析——明确向心力的来源
4.利用牛顿第二定律列方程
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。
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
实例：做变速圆周运动的沙袋所受的力
问题：变速圆周运动的沙袋正在加速转动时所受的合力还指向圆心吗？
O
v
Fn
Ft
F合
切向力：Ft
1.变速圆周运动
法向力 ：
Fn指向圆心,提供向心力，是变力。
⑴受力
合力不指向圆心
⑵处理方法
若Ft=0，则为匀速圆周运动
⑶加速、减速问题
F合与v方向夹角
锐角：加速
垂直：v大小不变
钝角：减速
1.下列关于向心力的说法中正确的是 ( )
A. 做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B. 向心力和重力、弹力一样，是性质力
C. 做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D. 做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
C
练习
2.一个质量为0.1kg 的小球，用一长0.45m 的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3m/s.(小球视为质点，绳不可伸长，取g＝10 m/s2)
(1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图；
(2)小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小.
⑴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。
⑵研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理
2.一般的曲线运动
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向心力
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
课堂小结
6.2 向心力
第六章 圆周运动
人教版（2019）必修 第二册
1．知道向心力是根据力的作用效果命名的，会分析向心力的来源。
2．感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系
3. 掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力
4. 知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
学习目标
游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？
导入新课
一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。用剪刀将细线剪断，观察小球的 运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？
一、向心力
讨论
G
FN
F
【小球受力分析】：
O
1.合力是什么？其方向有什么特点？
结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直。
2.合力方向与速度方向什么关系？
v
v
v
O
Fn
Fn
Fn
合力
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力。
3.向心力作用：
2.方向：
小结：向心力
4.来源：向心力是根据效果命名的力。
向心力可以是所有力的合力，也可以是某个力的分力。
⑴沿半径指向圆心
只改变 v 的方向
符号：
Fn
⑵与 v 垂直
⑶是变力
产生向心加速度
注意：受力分析只分析性质力，不可另外添加上一个“向心力”。
O
θ
O'
FT
mg
F合
1.圆锥摆
匀速圆周运动向心力来源实例分析
FN
mg
F静
静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。
F向= F合= Ff
2.水平匀速转动的转盘上，小物块随圆盘转动。
思考：为什么指向圆心呢？
G
Ff
FN
ω
3.滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动
F合＝FN = Fn
物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。
(桶对物块的支持力提供向心力。)
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
练习
做一做
实验器材：绳子、小沙袋
向心力的大小与ω(v) 、m、r有关
猜想
探究方法：
在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。
结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、转动的快慢、轨道半径三个因素有关系。
二、向心力的大小
控制变量法
探究F向大小的表达式
实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。
实验演示：
实验结论:
当m、r一定时
当m、ω一定时
当ω 、r一定时
总结：向心力大小的表达式
1.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
C
练习
2.小球做圆锥摆时，细绳长 L，与竖直方向成 θ 角，求小球做匀速圆周运动的角速度 ω 。
O′
O
mg
FT
F
θ
L
小球做圆周运动的半径 R = Lsinθ
R
解：小球的向心力由 FT 和 G 的合力提供
即 ：mgtanθ = mω2Lsinθ
F向 = mω2R
F向 = F = mgtanθ
3.如图，半径为 r 的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为 μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
解：小橡皮受力分析如图。
小橡皮恰不下落时，有：Ff = mg
其中：Ff = μFN
而由向心力公式：FN = mω2r
解以上各式得：
G
Ff
FN
小结
解题步骤
1.明确研究对象
2.运动分析——确定轨道面、圆心、半径
3.受力分析——明确向心力的来源
4.利用牛顿第二定律列方程
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。
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
实例：做变速圆周运动的沙袋所受的力
问题：变速圆周运动的沙袋正在加速转动时所受的合力还指向圆心吗？
O
v
Fn
Ft
F合
切向力：Ft
1.变速圆周运动
法向力 ：
Fn指向圆心,提供向心力，是变力。
⑴受力
合力不指向圆心
⑵处理方法
若Ft=0，则为匀速圆周运动
⑶加速、减速问题
F合与v方向夹角
锐角：加速
垂直：v大小不变
钝角：减速
1.下列关于向心力的说法中正确的是 ( )
A. 做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用
B. 向心力和重力、弹力一样，是性质力
C. 做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D. 做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
C
练习
2.一个质量为0.1kg 的小球，用一长0.45m 的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3m/s.(小球视为质点，绳不可伸长，取g＝10 m/s2)
(1)分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力示意图；
(2)小球到达最低点时绳对小球的拉力的大小.
⑴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。
⑵研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理
2.一般的曲线运动
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向心力
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
课堂小结