人教版高中物理必修二 5．6向心力（共28张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二 5．6向心力（共28张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-12 05:49:17 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
§5-6
向心力
【思维引导】
由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。
那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？
【实验探究】
在下列圆周运动中，感受……
2、方向：总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变,因此向心力是变力。
3、作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
一、向心力
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？
①人造地球卫星绕地球运动时；
万有引力
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
ω
F向=
F合=
FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
小球重力和绳拉力的合力提供向心力
④物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
F向=
F合=
Ff
G
FN
Ff
分析
向心力
的
来源
小结
5.分析向心力来源的思路
(1)明确研究对象.
(2)确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置.
(3)进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。
F向=
F合＝mg
tanθ
竖直方向:FN
cosθ＝mg
水平方向:F合=F向
竖直方向：FN
cosθ＝mg
水平方向：F合=F向
⑤沿光滑漏斗或碗内壁做匀速圆周运动的小球
6、总结：
⑴向心力是根据效果命名的力
⑵向心力的来源：可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力，也可以是某个力。不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。
(3)物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
F合=F向
根据牛顿第二定律：
7、向心力的大小
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是
二
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1、实验的基本原理？
从运动的角度求得Fn
；从受力的角度求得F合
；将Fn
和F合
进行比较
2、实验需要的器材？
钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺
O'
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
F合＝mg
tanθ
m？r？v？θ？
m、r、转n圈数所用时间t、h
注意事项
1、h
并不等于纸面距悬点的高度
2、小球与纸面不能接触
3、测
t
时不能太久
4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动
1.A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为m，B的质量为2m，A离轴为R/2，B离轴为R，则当圆台旋转时：(设A、B都没有滑动，如下图所示)
(
)
A.B的向心加速度是A的向心加速度的两倍
B.B的静摩擦力是A的静摩擦力的两倍
C.当圆台转速增加时，A比B先滑动
D.当圆台转速增加时，B比A先滑动
mg
N
fA
AD
2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则(
)
A.球A的线速度一定大于球B的线速度
B.球A的角速度一定小于球B的角速度
C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
mg
N
F
AB
二、变速圆周运动
阅读课本P24思考回答以下问题：
变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
O
F
Ft
O
Fn
做变速圆周运动的物体受到的合外力F不是指向圆心，根据力F产生的效果可以分解为两个互相垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。
变速圆周运动
O
F
Ft
O
Fn
跟圆周相切的分力Ft产生的加速度叫切向加速度。它只改变速度大小，不改变速度方向。
指向圆心的分力Fn产生的加速度就是向心加速度。它只改变速度方向，不改变速度大小。
仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。
变速圆周运动
例：一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，如图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是哪个？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作圆周运动的一部分。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。
1、概念：
2、处理一般曲线运动的方法：
三、一般的曲线运动
质量为m的小球，用长为
l
的线悬挂在O点，在O点正下方处有一光滑的钉子O′，把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点P时(
)
A、小球速率突然减小
B、小球角速度突然增大
C、小球向心加速度突然增大
D、摆线上的张力突然增大
BCD
小结
3、向心力的大小
2、向心力的作用效果：改变速度的方向
1、向心力的方向：指向圆心
4、向心力的来源
在匀速圆周运动中，合力充当向心力
变速圆周运动：
F向是F合指向圆心方向的分力Fn
3、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示。两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，下列判断中正确的是
A、?两人的线速度相同，均为40m/s?
B、?两人的角速度相同，均为6rad/s
C、?两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m
D、?两人运动半径相同，都为0.45m
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？
练习4
解析：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：
5、A
,B,C放在水平旋转圆盘上,动摩擦因数为μ,
A的质量2m;
B,C的质量m,
A
、B离轴距离为R，C为2R，三物相对盘静止则（
）
A
.三物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力
B.
C的向心加速度最大
C
.
B的摩擦力最小
D
.
转速增大时，C比B先滑动，AB同时滑动
§5-6
向心力
【思维引导】
由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。
那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？
【实验探究】
在下列圆周运动中，感受……
2、方向：总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变,因此向心力是变力。
3、作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
一、向心力
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？
①人造地球卫星绕地球运动时；
万有引力
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
ω
F向=
F合=
FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
小球重力和绳拉力的合力提供向心力
④物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
F向=
F合=
Ff
G
FN
Ff
分析
向心力
的
来源
小结
5.分析向心力来源的思路
(1)明确研究对象.
(2)确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置.
(3)进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。
F向=
F合＝mg
tanθ
竖直方向:FN
cosθ＝mg
水平方向:F合=F向
竖直方向：FN
cosθ＝mg
水平方向：F合=F向
⑤沿光滑漏斗或碗内壁做匀速圆周运动的小球
6、总结：
⑴向心力是根据效果命名的力
⑵向心力的来源：可以是各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力，也可以是某个力。不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。
(3)物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
F合=F向
根据牛顿第二定律：
7、向心力的大小
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是
二
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1、实验的基本原理？
从运动的角度求得Fn
；从受力的角度求得F合
；将Fn
和F合
进行比较
2、实验需要的器材？
钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺
O'
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
F合＝mg
tanθ
m？r？v？θ？
m、r、转n圈数所用时间t、h
注意事项
1、h
并不等于纸面距悬点的高度
2、小球与纸面不能接触
3、测
t
时不能太久
4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动
1.A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为m，B的质量为2m，A离轴为R/2，B离轴为R，则当圆台旋转时：(设A、B都没有滑动，如下图所示)
(
)
A.B的向心加速度是A的向心加速度的两倍
B.B的静摩擦力是A的静摩擦力的两倍
C.当圆台转速增加时，A比B先滑动
D.当圆台转速增加时，B比A先滑动
mg
N
fA
AD
2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则(
)
A.球A的线速度一定大于球B的线速度
B.球A的角速度一定小于球B的角速度
C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
mg
N
F
AB
二、变速圆周运动
阅读课本P24思考回答以下问题：
变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
O
F
Ft
O
Fn
做变速圆周运动的物体受到的合外力F不是指向圆心，根据力F产生的效果可以分解为两个互相垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。
变速圆周运动
O
F
Ft
O
Fn
跟圆周相切的分力Ft产生的加速度叫切向加速度。它只改变速度大小，不改变速度方向。
指向圆心的分力Fn产生的加速度就是向心加速度。它只改变速度方向，不改变速度大小。
仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。
变速圆周运动
例：一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，如图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是哪个？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作圆周运动的一部分。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。
1、概念：
2、处理一般曲线运动的方法：
三、一般的曲线运动
质量为m的小球，用长为
l
的线悬挂在O点，在O点正下方处有一光滑的钉子O′，把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点P时(
)
A、小球速率突然减小
B、小球角速度突然增大
C、小球向心加速度突然增大
D、摆线上的张力突然增大
BCD
小结
3、向心力的大小
2、向心力的作用效果：改变速度的方向
1、向心力的方向：指向圆心
4、向心力的来源
在匀速圆周运动中，合力充当向心力
变速圆周运动：
F向是F合指向圆心方向的分力Fn
3、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，如图所示。两人相距0.9m，弹簧秤的示数为9.2N，下列判断中正确的是
A、?两人的线速度相同，均为40m/s?
B、?两人的角速度相同，均为6rad/s
C、?两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6m
D、?两人运动半径相同，都为0.45m
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？
练习4
解析：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：
5、A
,B,C放在水平旋转圆盘上,动摩擦因数为μ,
A的质量2m;
B,C的质量m,
A
、B离轴距离为R，C为2R，三物相对盘静止则（
）
A
.三物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力
B.
C的向心加速度最大
C
.
B的摩擦力最小
D
.
转速增大时，C比B先滑动，AB同时滑动