向心力課件-高一下學(xué)期物理人教版必修2

制作者：河南駐馬店高級中學(xué)李陽學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、理解向心力是一種效果力，其效果是產(chǎn)生向心加速度，方向總是指向圓心；2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算；3、知道在圓周運動中向心力為合力沿半徑方向的分力。重、難點：1、確定向心力的來源；2、應(yīng)用向心力公式解決實際問題。第五章曲線運動5.6向心力一、向心力1、定義：做周運動的物體線速度的方向時刻改變，說明物體一定具有沿半徑指向圓心方向的向心加速度，而力是產(chǎn)生加速度的原因，故物體必受到了指向圓心的力的作用．向心力就是產(chǎn)生向心加速度的力．2、方向：始終指向圓心3、大小：探究——向心力演示儀GFNF′F

實驗方法——控制變量法

實驗結(jié)論：

4、來源——對向心力的理解：（1）向心力因其方向時刻指向圓心而得名，它并不是物體實際受到的具有某種特定性質(zhì)的力，而是實際力表現(xiàn)出的一種效果．向心力是效果力產(chǎn)生向心加速度，僅改變線速度的方向而不改變速度的大?。蛐牧Φ淖饔眯Ч?）向心力的方向始終沿半徑指向圓心，與線速度方向垂直，其方向時刻在改變．向心力是變力（3）向心力的來源向心力是按力的作用效果命名的，充當(dāng)向心力的力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是各力的合力或某力的分力．做圓周運動的物體必須有向心力，受力分析時不能分析向心力，它只能是由某些力來充當(dāng)這個角色．分析一OF引F合＝F引＝Fn在勻速圓周運動中，引力提供向心力4、來源：OGNT豎直方向上N＝G，故T即為合力F合＝T＝Fn在勻速圓周運動中，彈力提供向心力分析二輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運動4、來源：GfN滾筒洗衣機中物體跟著滾筒勻速轉(zhuǎn)動時；向心力由什么力提供？分析三在勻速圓周運動中，彈力提供向心力F合＝N＝Fn4、來源：物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動F向=F合=FfωOGFNFf小球向心力的來源?汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時的向心力來源?分析四4、來源：（1）合外力和向心力產(chǎn)生什么樣的加速度？向心力：做圓周運動的物體所受外力的合力沿半徑指向圓心方向的分量.思考與討論：向心力與合外力間有怎樣的關(guān)系？（2）在勻速圓周運動和變速圓周運動中，實際加速度與向心加速度間有什么樣的關(guān)系？．在勻速圓周運動中，合外力全部用來充當(dāng)向心力；在變速圓周運動中，合外力沿半徑方向的分量提供向心力．合外力產(chǎn)生實際加速度，向心力產(chǎn)生向心加速度．在勻速圓周運動中，實際加速度就是向心加速度；在變速圓周運動中，實際加速度除了一部分提供向心加速度外，還有一部分提供切向加速度．GNF·O·FFnFtv二、變速圓周運動和一般的曲線運動1、變速圓周運動變速圓周運動所受的合外力并沒有全部用來充當(dāng)向心力．(1)合外力F沿圓周切線方向的分力Ft，此分力產(chǎn)生切向

加速度at，描述線速度大小變化的快慢．(2)合外力F沿圓周半徑方向指向圓心的分力Fn，此分力

產(chǎn)生向心加速度an，描述線速度方向變化的快慢．2、一般的曲線運動的處理方法一般曲線運動，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段可看做一小段圓?。畧A弧彎曲程度不同，表明它們具有不同的半徑．這樣，質(zhì)點沿一般曲線運動時，可以采用圓周運動的分析方法進行處理．三、向心力公式的應(yīng)用1.公式的意義：沿半徑指向圓心方向上的牛頓第二定律．2.公式的屬性：向心力公式是個狀態(tài)方程，具有瞬時性．

3.公式的適用范圍：一切圓周運動．4.公式的應(yīng)用思路：（1）明確研究對象，進行受力分析并畫出受力示意圖；（2）分析運動情況，確定圓周運動的軌道平面、圓心和半徑；

（3）將物體所受外力沿半徑方向和切線方向進行正交分解；（4）在沿半徑指向圓心的方向，結(jié)合題意，依據(jù)牛頓第二

定律和向心力公式列出方程；（5）求解方程，得出結(jié)果.思考題：1、實驗器材有哪些?鐵架臺、細線、鋼球、白紙、刻度尺、秒表、2、簡述實驗原理(怎樣達到驗證的目的)．3、實驗過程中要測量記錄哪些數(shù)據(jù)?半徑r，運動n圈所用時間t，小球距懸點的豎直高度h4、實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些?天平驗證——用圓錐擺粗略驗證向心力公式受力角度分析rθOGF合FF合=mgtanθ運動角度分析例1.下列關(guān)于向心力的說法正確的是(

)A．向心力只能是圓心上物體施加的力B．向心力是物體所受諸力沿半徑指向圓心的合力C．一個物體受多個力，則向心力只能由這多個力中指向圓心的力合成D．向心力一定是物體受到的合力

解析：向心力是物體所受合力沿半徑方向的分力，它可以是物體所受力中的一個，也可以是某一個力的分力，還可以是某些力的合力；在勻速圓周運動中向心力是物體受到的合力，但在變速圓周運動中向心力不是物體受到的合力．例2.如圖所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求：(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點受到的支持力和摩擦力的大?。?2)當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其所受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的角速度．(1)物塊靜止時，分析受力如圖由平衡條件有(2)物塊隨筒轉(zhuǎn)動時，受力如圖由牛頓第二定律有例3.如圖所示，細繩一端系著質(zhì)量M＝0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)臺上，另一端通過輕質(zhì)小滑輪O吊著質(zhì)量m＝0.3kg的物體B.A與滑輪O的距離為0.2m，且與水平面的最大靜摩擦力為2N，為使B保持靜止?fàn)顟B(tài)，水平轉(zhuǎn)臺做圓周運動的角速度ω應(yīng)在什么范圍內(nèi)？(g取10m/s2)