高中物理必修二 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件22张PPT (1)
文档属性
| 名称 | 高中物理必修二 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件22张PPT (1) |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-07 16:54:34 | ||
图片预览
文档简介
匀速圆周运动的向心力和向心加速度
感受理解向心力
活动一
感知
体验
花样滑冰、链球比赛、旋转小球
细线栓球圆周运动
杯中小球圆周运动
问题1
1.小球做圆周运动时，手拉绳的力的方向怎样？
2.如果突然松手，将会发生什么现象？
3.小球在杯中做圆周运动时，你握杯的手有什么感觉？
4.如果突然将杯子提开，将会发生什么现象？
问题2
做匀速圆周运动的物体，是否都受到指向圆心的力的作用？
【结论】
物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫做向心力。
G
N
F
O
r
θ
O
F合
T
G
问题3
向心力改变速度大小吗？方向与速度方向什么关系？
【结论】
物体做匀速圆周运动时，所受合力用来充当向心力，向心力方向与速度方向垂直，只改变速度方向不改变速度大小。
r
θ
O
F合
T
G
O
F
F
F
V
V
V
O
向心力是变力。
向心力和重力一样，是另一种性质的力吗？
问题4
请分析以下圆周运动的向心力的来源
向心力是某一个力（重力、弹力、摩擦力等）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。
是根据效果命名的力，不是新力，受力分析不能多出这个力。
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
例题1
下列关于向心力的论述中，正确的是( )
A．物体做圆周运动后，过一段时间就会受到向心力
B．向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力，它只有物体做圆周运动时才产生
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中的某一个，也可以是这些力中某几个力合力
D．向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢
变式
探究影响向心力大小的因素
向心力的大小可能跟哪些因素有关呢？
活动二
问题
⑴在小球质量m和旋转半径r不变的条件下，改变角速度ω，多次体验手的拉力；
⑵在小球质量m和角速度ω不变的条件下，改变旋转半径r，多次体验手的拉力；
⑶在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改变小球质量m，多次体验手的拉力；
角速度ω越大，手的拉力越大
旋转半径r越大，手的拉力越大
小球质量m越大，手的拉力越大
向心力的大小能与质量、角速度和半径有关
猜想
探究
向心力演示仪
——控制变量法
向心力演示仪
G
N
小球静止
手推档板
匀速圆周运动
G
N
F
F?
现象
⑴角速度ω相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大；
⑵角速度ω相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大；
⑶质量m相同，半径r相同，角速度ω越大，向心力越大；
F ∝m
F ∝ r
F ∝ ω2
当取国际单位制时，k=1
F = mω2r
讨论
F = mω2r
由于v =ωr
F = mv2/r
问题
向心力大小与半径究竟成正比还是反比？
角速度一定时,向心力与半径成正比
线速度一定时,向心力与半径成反比
探究向心加速度
活动三
向心加速度是向心力产生的加速度
方向：与向心力的方向相同，总是指向圆心
是反映线速度方向改变快慢的物理量
大小：
或者
2.向心力和向心加速度公式虽从匀速圆周运动得出，也适用于一般圆周运动，但求解时要注意各物理量瞬时对应关系。
强调：
1.做匀速圆周运动物体，尽管向心力和向心加速度大小不变，但方向时刻在变，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动
做变速圆周运动的物体所受的力
F
Fn
Ft
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小
Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向
加速
拓展
实验
向心力
向心加速度
牛顿第二定律
动力学：
运动学：
运动状态的改变
向心加速度
牛顿第二定律
向心力
思路
下列说法正确的是( )
A．匀速圆周运动是一种匀速运动?
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动?
C．匀速圆周运动是一种变加速运动?
D．物体做圆周运动时其合力不改变线速度的大小
例题2
关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，正确的是
A．由a=v2/r可知，a与r成反比
B．由a=ω2r可知，a与r成正比
C．由v=ωr可知，ω与r成反比
D．由ω=2π/T可知，ω与T成反比
例题3
A、1∶4 B、2∶3
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（ ）
例题4
C、4∶9 D、9∶16
如图，质量为m的小物体在水平转台上随转台以周期T作匀速圆周运动，物体到转轴的距离为d、物体与转台摩擦因素为μ，求：
（1）物体所需要的向心力？
（2）物体所受到的转台对它的支持力？摩擦力？
（3）为使物体保持距离d随转台一起转动，转台转动的角速度应满足什么条件？
例题5
1
2
假设两小球绕同一圆心做圆周运动，且ω1> ω2,若某时刻相距最近，问再经过多少时间又会相距最近？经过多少时间会相距最远？
例题6
小结
问题1
什么是向心力？你是如何理解向心力的？
问题2
向心力与半径之间究竟存在什么关系？
问题3
什么是向心加速度？你是怎么理解的？
感受理解向心力
活动一
感知
体验
花样滑冰、链球比赛、旋转小球
细线栓球圆周运动
杯中小球圆周运动
问题1
1.小球做圆周运动时，手拉绳的力的方向怎样？
2.如果突然松手，将会发生什么现象？
3.小球在杯中做圆周运动时，你握杯的手有什么感觉？
4.如果突然将杯子提开，将会发生什么现象？
问题2
做匀速圆周运动的物体，是否都受到指向圆心的力的作用？
【结论】
物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫做向心力。
G
N
F
O
r
θ
O
F合
T
G
问题3
向心力改变速度大小吗？方向与速度方向什么关系？
【结论】
物体做匀速圆周运动时，所受合力用来充当向心力，向心力方向与速度方向垂直，只改变速度方向不改变速度大小。
r
θ
O
F合
T
G
O
F
F
F
V
V
V
O
向心力是变力。
向心力和重力一样，是另一种性质的力吗？
问题4
请分析以下圆周运动的向心力的来源
向心力是某一个力（重力、弹力、摩擦力等）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。
是根据效果命名的力，不是新力，受力分析不能多出这个力。
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
例题1
下列关于向心力的论述中，正确的是( )
A．物体做圆周运动后，过一段时间就会受到向心力
B．向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力，它只有物体做圆周运动时才产生
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中的某一个，也可以是这些力中某几个力合力
D．向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢
变式
探究影响向心力大小的因素
向心力的大小可能跟哪些因素有关呢？
活动二
问题
⑴在小球质量m和旋转半径r不变的条件下，改变角速度ω，多次体验手的拉力；
⑵在小球质量m和角速度ω不变的条件下，改变旋转半径r，多次体验手的拉力；
⑶在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改变小球质量m，多次体验手的拉力；
角速度ω越大，手的拉力越大
旋转半径r越大，手的拉力越大
小球质量m越大，手的拉力越大
向心力的大小能与质量、角速度和半径有关
猜想
探究
向心力演示仪
——控制变量法
向心力演示仪
G
N
小球静止
手推档板
匀速圆周运动
G
N
F
F?
现象
⑴角速度ω相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大；
⑵角速度ω相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大；
⑶质量m相同，半径r相同，角速度ω越大，向心力越大；
F ∝m
F ∝ r
F ∝ ω2
当取国际单位制时，k=1
F = mω2r
讨论
F = mω2r
由于v =ωr
F = mv2/r
问题
向心力大小与半径究竟成正比还是反比？
角速度一定时,向心力与半径成正比
线速度一定时,向心力与半径成反比
探究向心加速度
活动三
向心加速度是向心力产生的加速度
方向：与向心力的方向相同，总是指向圆心
是反映线速度方向改变快慢的物理量
大小：
或者
2.向心力和向心加速度公式虽从匀速圆周运动得出，也适用于一般圆周运动，但求解时要注意各物理量瞬时对应关系。
强调：
1.做匀速圆周运动物体，尽管向心力和向心加速度大小不变，但方向时刻在变，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动
做变速圆周运动的物体所受的力
F
Fn
Ft
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小
Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向
加速
拓展
实验
向心力
向心加速度
牛顿第二定律
动力学：
运动学：
运动状态的改变
向心加速度
牛顿第二定律
向心力
思路
下列说法正确的是( )
A．匀速圆周运动是一种匀速运动?
B．匀速圆周运动是一种匀变速运动?
C．匀速圆周运动是一种变加速运动?
D．物体做圆周运动时其合力不改变线速度的大小
例题2
关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，正确的是
A．由a=v2/r可知，a与r成反比
B．由a=ω2r可知，a与r成正比
C．由v=ωr可知，ω与r成反比
D．由ω=2π/T可知，ω与T成反比
例题3
A、1∶4 B、2∶3
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（ ）
例题4
C、4∶9 D、9∶16
如图，质量为m的小物体在水平转台上随转台以周期T作匀速圆周运动，物体到转轴的距离为d、物体与转台摩擦因素为μ，求：
（1）物体所需要的向心力？
（2）物体所受到的转台对它的支持力？摩擦力？
（3）为使物体保持距离d随转台一起转动，转台转动的角速度应满足什么条件？
例题5
1
2
假设两小球绕同一圆心做圆周运动，且ω1> ω2,若某时刻相距最近，问再经过多少时间又会相距最近？经过多少时间会相距最远？
例题6
小结
问题1
什么是向心力？你是如何理解向心力的？
问题2
向心力与半径之间究竟存在什么关系？
问题3
什么是向心加速度？你是怎么理解的？