第6节 向心力.ppt

理解教材新知理解教材新知把握热点考向把握热点考向应用创新演练应用创新演练第第6 6节节向向心心力力考向一考向一考向二考向二随堂基础巩固随堂基础巩固第第五五章章曲曲线线运运动动课时跟踪训练课时跟踪训练知识点一知识点一知识点二知识点二知识点三知识点三返回返回返回返回返回指向圆心指向圆心圆心圆心线速度线速度m2r作用效果作用效果合力合力向心加速度向心加速度返回科目三考试 http:/ 科目3实际道路考试技巧、视频教程科目四考试 http:/ 科目四模拟考试题 C1科目四仿真考试返回 2实验验证实验验证 (1)装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做它在某个水平面内做 ，组成一个圆锥摆，组成一个圆锥摆，如图如图561所示。所示。匀速圆周运动匀速圆周运动图图561返回重力重力细线拉力细线拉力向心力向心力合力合力返回 重点诠释重点诠释 1对向心力的理解对向心力的理解 (1)向心力的作用效果是只改变速度方向不改变速度大向心力的作用效果是只改变速度方向不改变速度大小。它不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以小。它不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为向心力。受力分析时不分析向心力。作为向心力。受力分析时不分析向心力。(2)向心力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，方向向心力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，方向时刻在改变，故向心力为变力。时刻在改变，故向心力为变力。返回 2向心力的来源向心力的来源 在匀速圆周运动中合外力一定是向心力；非匀速圆周运在匀速圆周运动中合外力一定是向心力；非匀速圆周运动中，沿半径方向的合外力提供向心力。在圆周运动中，充动中，沿半径方向的合外力提供向心力。在圆周运动中，充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力。对各种情况下向心力的来源应是各力的合力或某力的分力。对各种情况下向心力的来源应明确。明确。返回返回1关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法正关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法正确的是确的是 ()A向心力是一个恒力向心力是一个恒力B因向心力指向圆心，且与线速度垂直，所以它不能因向心力指向圆心，且与线速度垂直，所以它不能改变线速度的大小改变线速度的大小C向心力是物体所受的合力向心力是物体所受的合力D向心力和向心加速度的方向都是不变的向心力和向心加速度的方向都是不变的返回解析：解析：做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合力，由于指向圆心，且与线速度垂直，故不能改变线速度的力，由于指向圆心，且与线速度垂直，故不能改变线速度的大小，只能改变线速度的方向；向心力虽大小不变，但方向大小，只能改变线速度的方向；向心力虽大小不变，但方向时刻改变，不是恒力，由此产生的向心加速度也是变化的。时刻改变，不是恒力，由此产生的向心加速度也是变化的。所以所以A、D错误，错误，B、C正确。正确。答案：答案：BC返回 自学教材自学教材 1变速圆周运动变速圆周运动 线速度大小发生变化的圆周运动，做变速圆周运动的物体线速度大小发生变化的圆周运动，做变速圆周运动的物体同时具有同时具有 加速度和加速度和 加速度。加速度。2一般的曲线运动一般的曲线运动 (1)定义：运动轨迹既不是定义：运动轨迹既不是 也不是也不是 的曲线运动。的曲线运动。(2)研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段，质研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段，质点在每一小段的运动都可以看做点在每一小段的运动都可以看做 运动的一部分。运动的一部分。向心向心切向切向直线直线圆周圆周圆周圆周返回 重点诠释重点诠释 两种圆周运动的比较两种圆周运动的比较运运动动项项目目匀速匀速圆圆周运周运动动变变速速圆圆周运周运动动特点特点v、an、Fn大小不大小不变变，方向方向变变化，化，、T、n不不变变v、an、Fn、均均变变化化向心力来源向心力来源合力等于向心力合力等于向心力合力沿半径方向的分力合力沿半径方向的分力周期性周期性有有不一定有不一定有返回返回 特别提醒特别提醒 (1)匀速圆周运动的线速度大小不变，且只有向心加匀速圆周运动的线速度大小不变，且只有向心加速度。速度。(2)变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向心力，产生向心加速度，只改变速度方向，不改变其大小，心力，产生向心加速度，只改变速度方向，不改变其大小，合力沿切线方向的分力产生切向加速度，只改变线速度大合力沿切线方向的分力产生切向加速度，只改变线速度大小，而不改变线速度的方向。小，而不改变线速度的方向。返回2(2011安徽高考安徽高考)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图不同半径的小圆弧来代替。如图562甲所示，曲线上甲所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻点和曲线上紧邻A点两侧的两点点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半点的曲率圆，其半径径叫做叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成角的方角的方向以速度向以速度v0抛出，如图乙所示。在其轨迹最高点抛出，如图乙所示。在其轨迹最高点P处的曲率处的曲率半径是半径是 ()返回返回答案：答案：C返回 1.基本思路基本思路 做匀速圆周运动的物体一定需要向心力，该向心力做匀速圆周运动的物体一定需要向心力，该向心力由物体所受外力的合力提供，这是处理该类问题的理论由物体所受外力的合力提供，这是处理该类问题的理论基础。基础。2解题步骤解题步骤 (1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。受力示意图。返回返回3几种常见的匀速圆周运动的实例几种常见的匀速圆周运动的实例返回返回3.在在2010年温哥华冬奥会上，我国选年温哥华冬奥会上，我国选 手申雪、赵宏博在双手申雪、赵宏博在双 人花样滑冰运人花样滑冰运 动中获得金牌，图动中获得金牌，图563为赵宏博为赵宏博 拉着申拉着申 雪在空中做圆锥摆运动的雪在空中做圆锥摆运动的 精彩场面。已知申雪的体重为精彩场面。已知申雪的体重为G，做圆锥摆运动时和水做圆锥摆运动时和水 平冰面的夹角为平冰面的夹角为30，重力加速度，重力加速度 为为g，求申雪做圆周，求申雪做圆周 运动的向心加速度和受到的拉力。运动的向心加速度和受到的拉力。图图563返回返回返回 例例1 一圆台可绕通过圆台中心一圆台可绕通过圆台中心O且且垂直于台面的竖直轴转动。在圆台上放置垂直于台面的竖直轴转动。在圆台上放置一小木块一小木块A，它随圆台一起做匀速圆周运动，它随圆台一起做匀速圆周运动，如图如图564所示，则关于木块所示，则关于木块A的受力，下列说法中正确的的受力，下列说法中正确的是是 ()图图564返回 解析解析物体物体A在水平圆盘上，受竖直向下的重力，竖在水平圆盘上，受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，且两力是一对平衡力。由于直向上的支持力，且两力是一对平衡力。由于A随圆盘一随圆盘一起做匀速圆周运动，故其必须有向心力作用，所以起做匀速圆周运动，故其必须有向心力作用，所以A必定必定受到静摩擦力作用，静摩擦力一定指向圆心且等于向心力；受到静摩擦力作用，静摩擦力一定指向圆心且等于向心力；故故D对，对，B、C错。向心力不是物体受到的力，是木块错。向心力不是物体受到的力，是木块A受受重力、支持力和静摩擦力的合力，故重力、支持力和静摩擦力的合力，故A错。错。答案答案D返回 借题发挥借题发挥 静摩擦力的方向，可能与物体运动方向相同，可能相静摩擦力的方向，可能与物体运动方向相同，可能相反，也可能不在同一条直线上。本题木块受到的静摩擦力反，也可能不在同一条直线上。本题木块受到的静摩擦力方向与物体运动方向垂直。方向与物体运动方向垂直。