物理必修Ⅱ人教新课标5.7向心力课件.ppt
15.7 向心力2复习:向心加速度3、向心加速度是描述圆周运动什么的物理、向心加速度是描述圆周运动什么的物理量？量？2、向心加速度的方向向哪里？、向心加速度的方向向哪里？1、向心加速度的公式、向心加速度的公式方向始终指向圆心，所以圆周运动中加速度方向始终指向圆心，所以圆周运动中加速度a a 肯定是变值肯定是变值速度方向改变快慢的物理量速度方向改变快慢的物理量3小球受哪些力？合外力有何特点？想一想轻绳栓一小球轻绳栓一小球,在光滑水平在光滑水平面做匀速圆周运动。面做匀速圆周运动。看一看4OGFNF小球受力分析：小球受力分析：OFN与G相抵消，所以合力为F5OFFFVVVO 小球受力分析：小球受力分析：结论：结论：做匀速圆运动的小球，做匀速圆运动的小球，合合外力指向圆心，外力指向圆心，与速度与速度V垂直垂直6卫 星 绕 地 球 运 行VFFFVV 结论：结论：做匀速圆运动的卫星，合外力做匀速圆运动的卫星，合外力方向方向指向圆心（地心），与速度指向圆心（地心），与速度V垂直垂直7一、向心力1 1、定义、定义-物体做圆周运动时，所受到的指向圆物体做圆周运动时，所受到的指向圆心的合外力。心的合外力。2.2.理解：理解：（1）向心力是）向心力是指向圆心指向圆心的的合力合力，是根据力的，是根据力的作用效果作用效果来来命名的。命名的。（2）向心力的作用）向心力的作用只改变只改变速度的方向速度的方向不改变不改变速度的大小。速度的大小。（3）向心力不是物体单独所受的力向心力不是物体单独所受的力，它可由合力提供它可由合力提供(可可由合力指向圆心的分力提供由合力指向圆心的分力提供;也可由某一个力提供也可由某一个力提供;还可由某个还可由某个力指向圆心的分力提供力指向圆心的分力提供).（4）匀速圆周运动的）匀速圆周运动的合力提供向心力。合力提供向心力。8由牛顿第二定律和向心加速度可得向心力公式：5.5.向心力的单位：向心力的单位：N4、向心力的大小:3 3、向心力的方向：、向心力的方向：始终指向圆心始终指向圆心,是变力是变力9rOOlhFTGF合合Fn=F合合=mgtg6.6.求解向心力求解向心力Fn10用圆锥摆粗略验证向心力公式：用圆锥摆粗略验证向心力公式：需要测量的数据：需要测量的数据：m、r、转、转n圈数所用时间圈数所用时间t、h实验数据处理：实验数据处理：V=2rN/t，Fn需需=mV2/r Fn供供=mgtg=mg（r/h）实验需要的器材：实验需要的器材：钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺表、直尺11（3 3）、对对物体物体进进行受力分析，行受力分析，确定确定合力指向合力指向圆圆心方向的分力心方向的分力,即即确定确定向心力向心力F Fn n。（2 2）、明确明确圆圆周运周运动动平面，平面，确定确定运运动动的的轨轨迹、迹、圆圆心位置心位置0 0及半径及半径 r（1 1）、明确研究、明确研究对对象象7 7、向心力来源的分析思路：、向心力来源的分析思路：12实例实例1 1mgfFNF FNN提供向心力提供向心力匀速圆周运动实例:13实例实例2 2mgmgFNf f摩擦力摩擦力f f提供了向心力提供了向心力14实例实例3 3mgFN支持力与重力的合支持力与重力的合力提供向心力力提供向心力151.如如图图所所示示，在在匀匀速速转转动动的的水水平平转转盘盘上上，有有一一个个相相对对于于盘盘静静止止的的物物体体，随随盘盘一一起起转转动动，关关于于它它的的受受力力情情况况，下下列列说说法法中中正确的是正确的是 （）A只受到重力和盘面的支持只受到重力和盘面的支持 力力的作用的作用;B只受到重力、支持力和静摩擦只受到重力、支持力和静摩擦力的作用力的作用;C除受重力和支持力外，还受向心力的作用除受重力和支持力外，还受向心力的作用;D受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用.B162、汽车在水平路面上转弯，地面的摩擦力已达最大，、汽车在水平路面上转弯，地面的摩擦力已达最大，若汽车的速率增大为原来的若汽车的速率增大为原来的2倍，则汽车的转弯半经倍，则汽车的转弯半经应（应（）A、至少增为原来的、至少增为原来的4倍倍 B、至少增至原来的、至少增至原来的2倍倍 C、减小到原来的、减小到原来的2倍倍 D、减小到原来的、减小到原来的1/2倍倍A173、用长度不同、材料相同的同样粗细的绳子各栓、用长度不同、材料相同的同样粗细的绳子各栓着一质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周着一质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，则：运动，则：（）A、两小球以相同线速度运动时，长绳易断、两小球以相同线速度运动时，长绳易断 B、两小球以相同角速度运动时，短绳易断、两小球以相同角速度运动时，短绳易断 C、两小球以相同角速度运动时，长绳易断、两小球以相同角速度运动时，长绳易断 D、不管怎样都是短绳易断。、不管怎样都是短绳易断。C181、单摆运动过程中受力特点：mgTF1F F2 2Fx=Fn=T-F1Fy=Ft=F2结论：结论：变速圆周运动中，变速圆周运动中，F Fn n产生法产生法向加速度只改变速度的方向，向加速度只改变速度的方向，F FT T产产生切向加速度只改变速度的大小。生切向加速度只改变速度的大小。二、二、变速圆周运动的研究变速圆周运动的研究yx192 2、变速圆周运动：、变速圆周运动：（1）速率变化速率变化的圆周运动是的圆周运动是变速圆周运动变速圆周运动；（2）变变速圆周运动所受的速圆周运动所受的合力合力一般一般不指向圆心不指向圆心。（。（3 3）向心力向心力由合外力指向圆心的分力提供。（由合外力指向圆心的分力提供。（4 4）由于牛顿第二定）由于牛顿第二定律具有瞬时性，物体在任何位置向心力公式都适用律具有瞬时性，物体在任何位置向心力公式都适用20FnF合合v切向力切向力Ft :垂直半径方向的合力垂直半径方向的合力向心力向心力Fn:沿着半径（或指向圆心）的合力沿着半径（或指向圆心）的合力产生切向加速度产生切向加速度,改变速度的大小改变速度的大小产生向心加速度产生向心加速度,改变速度的方向改变速度的方向OV3 3、变速圆周运动合力的分解：、变速圆周运动合力的分解：OVF合合FtFn速率增大的圆周运动速率增大的圆周运动速率减小的圆周运动速率减小的圆周运动xyxyF合合FnFt21运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可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以称为一般曲线运动。三、一般曲线运动：三、一般曲线运动：r2r1处理方法处理方法-分割为许多极短的小段分割为许多极短的小段,每小段都看作一小段圆弧每小段都看作一小段圆弧.它们具有不同的曲率半径它们具有不同的曲率半径.在分析质点在某位置的运动时可采在分析质点在某位置的运动时可采用分析圆周运动的方法进行处理用分析圆周运动的方法进行处理.即向心力的公式仍然适用。即向心力的公式仍然适用。221.1.变速圆周运动速度为变速圆周运动速度为0 0的情况：的情况：l1l2断开小球的瞬间，求小球的加速度和绳的拉力断开小球的瞬间，求小球的加速度和绳的拉力变速圆周运动常见题型：变速圆周运动常见题型：232.2.合外力刚好指向圆心或者所受合力都在合外力刚好指向圆心或者所受合力都在x x轴上轴上r质量为质量为m做圆周运动的小球，在最低点时的速度做圆周运动的小球，在最低点时的速度为为v，求最低点小球受到绳子的拉力，求最低点小球受到绳子的拉力24(2 2).向心力的作用效果：向心力的作用效果：改变速度的方向改变速度的方向(1 1).向心力的方向：向心力的方向：指向圆心指向圆心四、课堂小结：四、课堂小结：(3 3).向心力的大小向心力的大小Fn=m v2rFn=m r2Fn=m r 42T 2Fn=m v(4 4).向心力的来源向心力的来源:在在匀速匀速圆周运动中，由圆周运动中，由合力合力提供；在提供；在变速变速圆周运动中，圆周运动中，由由合力垂直于速度的分力合力垂直于速度的分力提供；提供；(5)向心力公式对匀速圆周运动、变速圆周运动、一般向心力公式对匀速圆周运动、变速圆周运动、一般圆周运动都适用。圆周运动都适用。(6)解决圆周运动问题关键是分析受力和确定圆心解决圆周运动问题关键是分析受力和确定圆心
