高中物理必修2人教版5.5向心力课件（40张ppt）
文档属性
| 名称 | 高中物理必修2人教版5.5向心力课件（40张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 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 | 2021-03-04 09:32:05 | ||
图片预览
文档简介
(共40张PPT)
6
向心力
向心加速度
1.向心加速度：作圆周运动的物体具有的总是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度．
2.向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化．
3.向心加速度大小：
或
知识回顾
an
哪来的？即an
是如何产生的？
根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
an
=
v2
r
an
=
rω2
演示
线的一端系一小球，使小球在光滑水平面上作匀速圆周运动。
一、什么叫向心力？
观察并思考：
1、小球的受力情况如何？
小球受到几个力的作用?
这几个力的合力沿什么方向?
小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，其方向指向圆心
O
G
N
F
小球受力分析：
O
N与G相平衡，所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与______垂直
速度V
想一想：向心力的方向是否改变？
迫使物体做匀速圆周运动，方向总是沿半径指向圆心的力叫向心力。
注意：向心力是从力的作用效果命名的
向心力
1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，即产生向心加速度的力叫向心力。
3、方向：始终指向圆心(与v
垂直或与切线垂直);是变力
2、符号：Fn
向心力的大小
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
F合＝man
F合＝Fn
an
=
v2
r
二、谁来提供向心力
O
F引
F合＝F引
＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
向心力来源的分析
O
mg
FN
Ff
O
mg
FN
提供向心力
受力分析
Ff
FN+mg
向心力来源的分析
T
G
F合
向心力来源的分析
说明
1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时,
不能多出一个向心力。
F合＝Fn
2、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
注意：
向心力是根据力的作用效果命名的力，并不是一种新的性质的力。当物体做匀速圆周运动时，就必须对物体进行正确的受力分析，判断是什么力提供了向心力.
4、说明
（1）向心力是效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力
（2）向心力是变力
(3)受力分析时绝
对不能出
现向心力
FN
mg
F静
转盘
几种常见的匀速圆周运动受力图
例1、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，如图所示．求小物体所受向心力的大小．
解：物体所受向心力为：F=mω2r
将ω=4rad/s，r=0.1m，m=0.1kg，带入得：
F=0.16N．
答：小物体所受向心力的大小为0.16N．
O
θ
O'
FT
mg
F合
圆
锥
摆
几种常见的匀速圆周运动受力图
r
mg
F静
O
FN
滚
筒
几种常见的匀速圆周运动受力图
O
r
mg
FN
F合
圆台筒
几种常见的匀速圆周运动受力图
向心力公式的验证
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
F合＝man
能否利用实验粗略地验证向心力的表达式？
an
=
v2
r
三、向心力公式验证
●用圆锥摆粗略验证
1、实验的基本原理？
从运动学的角度求得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
r
O'
O
θ
l
h
FT
G
F合
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
F合＝mgtanθ
小球所需向心力
Fn=m
v2
r
m、r、转n圈所用时间t、h
注意事项
r
O'
O
θ
l
h
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
四、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
变速圆周运动
O
O
思考
Fn
Ft
F合
v
Fn
Ft
v
F合
速度增大的圆周运动
变速圆周运动
速度减小的圆周运动
匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。
切向力Ft
：垂直半径方向的分力
向心力Fn
：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生切向加速度，改变速度的大小
产生向心加速度，改变速度的方向
小结
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
Fn=m
v2
r
Fn=m
rω2
Fn
=m
r
4π2
T
2
在匀速圆周运动中合力充当向心力
指向圆心
改变速度的方向
匀速圆周运动
G
N
F
变速圆周运动
合力全部
提供向心力
合力部分
提供向心力
O
Fn
Ft
F合
v
一般曲线运动
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。
r1
r2
一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。
小结
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
Fn=m
v2
r
Fn=m
rω2
Fn
=m
r
4π2
T
2
在匀速圆周运动中合力充当向心力
指向圆心
改变速度的方向
大小
作用效果:只改变速度的方向
方向:始终指向圆心(与v
垂直);
是变力
来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中)
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
Fn
=m
r
4π2
T
2
6
向心力
向心加速度
1.向心加速度：作圆周运动的物体具有的总是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度．
2.向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化．
3.向心加速度大小：
或
知识回顾
an
哪来的？即an
是如何产生的？
根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
an
=
v2
r
an
=
rω2
演示
线的一端系一小球，使小球在光滑水平面上作匀速圆周运动。
一、什么叫向心力？
观察并思考：
1、小球的受力情况如何？
小球受到几个力的作用?
这几个力的合力沿什么方向?
小球受到重力、支持力和绳子的拉力三个力的作用，其合力即为绳子的拉力，其方向指向圆心
O
G
N
F
小球受力分析：
O
N与G相平衡，所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与______垂直
速度V
想一想：向心力的方向是否改变？
迫使物体做匀速圆周运动，方向总是沿半径指向圆心的力叫向心力。
注意：向心力是从力的作用效果命名的
向心力
1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，即产生向心加速度的力叫向心力。
3、方向：始终指向圆心(与v
垂直或与切线垂直);是变力
2、符号：Fn
向心力的大小
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
F合＝man
F合＝Fn
an
=
v2
r
二、谁来提供向心力
O
F引
F合＝F引
＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
向心力来源的分析
O
mg
FN
Ff
O
mg
FN
提供向心力
受力分析
Ff
FN+mg
向心力来源的分析
T
G
F合
向心力来源的分析
说明
1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时,
不能多出一个向心力。
F合＝Fn
2、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
注意：
向心力是根据力的作用效果命名的力，并不是一种新的性质的力。当物体做匀速圆周运动时，就必须对物体进行正确的受力分析，判断是什么力提供了向心力.
4、说明
（1）向心力是效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力
（2）向心力是变力
(3)受力分析时绝
对不能出
现向心力
FN
mg
F静
转盘
几种常见的匀速圆周运动受力图
例1、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，如图所示．求小物体所受向心力的大小．
解：物体所受向心力为：F=mω2r
将ω=4rad/s，r=0.1m，m=0.1kg，带入得：
F=0.16N．
答：小物体所受向心力的大小为0.16N．
O
θ
O'
FT
mg
F合
圆
锥
摆
几种常见的匀速圆周运动受力图
r
mg
F静
O
FN
滚
筒
几种常见的匀速圆周运动受力图
O
r
mg
FN
F合
圆台筒
几种常见的匀速圆周运动受力图
向心力公式的验证
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
F合＝man
能否利用实验粗略地验证向心力的表达式？
an
=
v2
r
三、向心力公式验证
●用圆锥摆粗略验证
1、实验的基本原理？
从运动学的角度求得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
r
O'
O
θ
l
h
FT
G
F合
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
F合＝mgtanθ
小球所需向心力
Fn=m
v2
r
m、r、转n圈所用时间t、h
注意事项
r
O'
O
θ
l
h
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
四、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
变速圆周运动
O
O
思考
Fn
Ft
F合
v
Fn
Ft
v
F合
速度增大的圆周运动
变速圆周运动
速度减小的圆周运动
匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。
切向力Ft
：垂直半径方向的分力
向心力Fn
：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生切向加速度，改变速度的大小
产生向心加速度，改变速度的方向
小结
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
Fn=m
v2
r
Fn=m
rω2
Fn
=m
r
4π2
T
2
在匀速圆周运动中合力充当向心力
指向圆心
改变速度的方向
匀速圆周运动
G
N
F
变速圆周运动
合力全部
提供向心力
合力部分
提供向心力
O
Fn
Ft
F合
v
一般曲线运动
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。
r1
r2
一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。
小结
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
Fn=m
v2
r
Fn=m
rω2
Fn
=m
r
4π2
T
2
在匀速圆周运动中合力充当向心力
指向圆心
改变速度的方向
大小
作用效果:只改变速度的方向
方向:始终指向圆心(与v
垂直);
是变力
来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中)
Fn=m
v2
r
Fn=mω2r
Fn
=m
r
4π2
T
2