6.2向心力课件-2020-2021学年高一下学期物理新人教必修二.pptx

寻找向心力的来源(1)如图甲所示，小球在细绳的牵引下在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其向心力来源是什么？(2)如图乙所示，物块在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动。请思考：物块受哪些力的作用？其向心力来源是什么？(3)如图丙所示，小球在细绳的牵引下在空中做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其向心力来源是什么？问题驱动小球在光滑的水平桌面上运动；小球在光滑的水平桌面上运动；细绳的拉力细绳的拉力寻找向心力的来源GFNOF使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。台面的静摩擦力台面的静摩擦力mgNf静静寻找向心力的来源小球在水平面内运动；小球在水平面内运动；GTF小球重力和绳拉力的合力小球重力和绳拉力的合力寻找向心力的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？ 人造地球卫星绕地球运动时；人造地球卫星绕地球运动时；万有引力寻找向心力的来源滚筒洗衣机中物体跟着滚筒转动；滚筒洗衣机中物体跟着滚筒转动；筒壁的支持力筒壁的支持力G GF Ff fF FN N寻找向心力的来源小结分析向心力来源的思路1.明确研究对象明确研究对象2.确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动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进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。即向心力。寻找向心力的来源探究向心力的大小匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。这时，小球向外挤压挡板，挡板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球压挡板的力使挡板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小。实验原理探究方法控制变量法控制变量探究内容m、r相同，改变探究向心力F与角速度的关系m、相同，改变r探究向心力F与半径r的关系、r相同，改变m探究向心力F与质量m的关系(1)在质量和轨道半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。(2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与轨道半径成正比。(3)在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。实验结论向心力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。2.方向：始终沿着 半径 指向 圆心 .3.表达式：4.向心力是根据力的作用效果来命名的匀速圆周运动匀速圆周运动中，以下哪些量是不变的？线速度线速度 线速度大小线速度大小 角速度角速度 周期周期 转转速速向心力向心力 向心力大小向心力大小 关于向心力说法中正确的是（关于向心力说法中正确的是（ ）A A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B B、向心力不改变速度的大小；、向心力不改变速度的大小；C C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外、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的一种新的力B B小试身手课堂训练甲乙两物体都做匀速圆周运动甲乙两物体都做匀速圆周运动, ,其质量之比其质量之比为为12,12,转动半径之比为转动半径之比为12,12,在相同时间在相同时间内甲转过内甲转过4 4周，乙转过周，乙转过3 3周周. .则它们的向心力则它们的向心力之比为（之比为（ ）A.14 B.23 A.14 B.23 C.49C.49 D.916 D.916C C小试身手课堂训练小球做小球做圆锥摆圆锥摆时细绳长时细绳长L，与竖直方向成，与竖直方向成角，角，求小球做匀速圆周运动的角速度求小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgTF小球受力：小球受力：竖直向下的重力竖直向下的重力G沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：LtanmgFF向小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径sinLR 由由RmF2向sintan2Lmmg得：得：cosLgR小试身手课堂训练练习：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴练习：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴1m1m处有一处有一个质量为个质量为1kg1kg的木块随盘做匀速圆周运动。的木块随盘做匀速圆周运动。木块转盘木块转盘之间的最大静摩擦力为之间的最大静摩擦力为2N2N。（1 1）如果木块在转盘上无滑动，请画出木块的受力）如果木块在转盘上无滑动，请画出木块的受力示意图。示意图。F摩摩GN（2 2）如果转盘的角速度为）如果转盘的角速度为1rad/s1rad/s，那么木块随转盘转动，那么木块随转盘转动需要的向心力是：需要的向心力是： ；木块与转盘间的静摩擦力木块与转盘间的静摩擦力是是 。1N1N趁热打铁课堂训练运用向心力公式解题的基本方法运用向心力公式解题的基本方法 （4 4）解方程，对结果进行必要的讨论。）解方程，对结果进行必要的讨论。 （1 1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径圆周运动，找到圆心和半径。（2 2）对研究对象进行受力分析，分析）对研究对象进行受力分析，分析指向圆心指向圆心方向上的合力方向上的合力-向心力。向心力。（3 3）建立以指向圆心方向为正方向，根据向心）建立以指向圆心方向为正方向，根据向心力公式列出方程。力公式列出方程。例例1 1：小试身手课堂训练思考：若又在转台上距转轴思考：若又在转台上距转轴d/2 d/2 处放置质量为处放置质量为2m2m的的物体，则随着转台角速度的增大，哪个物体先要发物体，则随着转台角速度的增大，哪个物体先要发生相对滑动？生相对滑动？rmmrmg:mrmg:22主主要要看看无无关关与与质质量量相相对对滑滑动动时时相相对对静静止止时时小试身手课堂训练拓展：如图所示，内壁光滑的圆锥容器，其顶点与底面圆心的连拓展：如图所示，内壁光滑的圆锥容器，其顶点与底面圆心的连线与水平面垂直，线与水平面垂直，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的圆锥筒固定不动，有两个质量相同的A、B两物两物体分别在半径为体分别在半径为RA、RB的水平圆周上做匀速圆周运动，比较的水平圆周上做匀速圆周运动，比较A、B两物体的两物体的内壁对小球的支持力内壁对小球的支持力NA NB,向心力向心力FA FB线速度线速度VA VB，角速度角速度A B，周期周期TA TBA BF合合mgN竖直方向：竖直方向：N cosmg水平方向：水平方向：F向向=Nsin=m2 rrvmmr22tanmg=课堂训练做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力FFnFt结论：结论：变速圆周运动：向心加速度、切向加速度变速圆周运动：向心加速度、切向加速度 匀速圆周运动：向心加速度匀速圆周运动：向心加速度加速加速F Ft t 切向分力，切向分力，改变速度的大小改变速度的大小F Fn n 向心分力，向心分力，改变速度的方向改变速度的方向提高篇提高篇r r1 1r r2 23.3.向心力的大小向心力的大小2.2.向心力的作用效果：向心力的作用效果：1.1.向心力的方向：向心力的方向：4.4.变速圆周运动中的合力并非向心力变速圆周运动中的合力并非向心力Fn= =m v2rFn= =m r2Fn = =m r 42T 2在匀速圆周运动中合力充当向心力在匀速圆周运动中合力充当向心力指向圆心指向圆心改变速度的方向改变速度的方向