高中物理人教版必修2課件：第五章第7講向心力

1、第五章第7講向心力目標(biāo)定位1.理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的效果命名的.2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，掌握向心力的表達式，并能用來進行有關(guān)計算.3.知道變速圓周運動中向心力是合外力的一個分力，知道合外力的作用效果.1預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點撥 2課堂講義 理解深化探究3對點練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋4 第7講向心力預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 梳理識記點撥一、向心力1.定義：做勻速圓周運動的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了指向 的合力.這個力叫做向心力.2.方向：始終沿著 指向 .3.表達式：(1)Fn ；(2)Fn .4.效果力：向心力是根據(jù)力的 來命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力

2、.作用效果圓心半徑圓心m2r5 第7講向心力想一想在對物體進行受力分析時，能否說物體除了受其他力之外還受一個向心力的作用？答案不能.向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，不是性質(zhì)力.在分析物體受力時，不能說物體還受一個向心力的作用，向心力可以是某一種性質(zhì)力，也可以是幾個性質(zhì)力的合力或某一性質(zhì)力的分力.6 第7講向心力二、變速圓周運動和一般的曲線運動1.變速圓周運動：合力不指向圓心，合力F可以分解為互相垂直的兩個分力.(1)跟圓周相切的分力Ft，產(chǎn)生切向加速度，切向加速度與物體的速度方向共線，它改變速度的 .(2)指向圓心的分力Fn，產(chǎn)生向心加速度，與速度方向_，改變速度的 .方向大小垂直7 第7講向

3、心力2.一般的曲線運動的處理方法：可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看做一小段 ，研究質(zhì)點在這一小段的運動時，可以采用 的處理方法進行處理.圓周運動圓弧8 第7講向心力課堂講義 理解深化探究一、對向心力的理解2.方向：無論是否為勻速圓周運動，其向心力總是沿半徑指向圓心，方向時刻改變，故向心力是變力.3.作用效果：由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運動方向始終垂直，故向心力只改變線速度的方向，不改變其大小.9 第7講向心力4.來源：它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力.例如：(1)地球繞太陽做圓周運動.太陽對地球的引力提供向心力(圖1甲)

4、；(2)在光滑水平桌面上做勻速圓周運動的小球，繩對球的拉力提供向心力(圖乙)；(3)圓盤上隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物塊，所受的靜摩擦力提供向心力(圖丙)；(4)在光滑漏斗內(nèi)壁上做勻速圓周運動的小球，支持力與重力的合力提供向心力(圖丁).10 第7講向心力圖111 第7講向心力5.勻速圓周運動和非勻速圓周運動合力的特點：(1)在勻速圓周運動中，物體所受到的合力就是向心力且該合力的大小不變但方向時刻改變.(2)在非勻速圓周運動中，物體所受合力不指向圓心.合力沿半徑方向的分力提供向心力，改變速度的方向；合力沿切線方向的分力用于改變線速度的大小.12 第7講向心力例1關(guān)于向心力的說法中正確的是()A.物體

5、由于做圓周運動還受到一個向心力B.向心力可以是任何性質(zhì)的力C.做勻速圓周運動的物體其向心力是恒力D.做圓周運動的物體所受各力的合力一定全部提供向心力13 第7講向心力解析力是改變物體運動狀態(tài)的原因，因為有向心力物體才做圓周運動，而不是因為做圓周運動才產(chǎn)生向心力，也不能說物體還受一個向心力，故A錯；向心力是效果力，可以是任何一種性質(zhì)的力，故B對；物體做勻速圓周運動的向心力方向永遠指向圓心，其大小不變，方向時刻改變，故C錯；只有勻速圓周運動中，合力提供向心力，而非勻速圓周運動中向心力并非物體所受的合力 ， 而是合力指向圓心的分力提供向心力 ， 故D錯.答案B14 第7講向心力例2如圖2所示，一圓盤

6、可繞過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起運動做勻速圓周運動，則關(guān)于木塊A的受力，下列說法中正確的是()A.木塊A受重力、支持力和向心力B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方 向相反C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方 向相同圖215 第7講向心力解析由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡.而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心O.答案C16 第7講向心力二、圓周

7、運動中的動力學(xué)問題解決圓周運動的一般步驟：(1)確定做圓周運動的物體為研究對象.明確圓周運動的軌道平面、圓心位置和半徑.(2)對研究對象進行受力分析，畫出受力示意圖.運用平行四邊形定則或正交分解法求出外界提供的向心力Fn.17 第7講向心力(4)根據(jù)題意由牛頓第二定律及向心力公式列方程求解.18 第7講向心力例3如圖3所示，質(zhì)量為1 kg的小球用細(xì)繩懸掛于O點，將小球拉離豎直位置釋放后，到達最低點時的速度為2 m/s，已知球心到懸點的距離為1 m，重力加速度g10 m/s2，求小球在最低點時對繩的拉力的大小.圖319 第7講向心力解析 小球在最低點時做圓周運動的向心力由重力mg和繩的拉力FT提

8、供(如圖所示)，由牛頓第三定律得，小球在最低點時對繩的拉力大小為14 N.答案14 N20 第7講向心力三、圓錐擺模型模型及特點：如圖4所示，讓細(xì)線帶動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動.圖4重力和拉力(或支持力)的合力提供向心力，F(xiàn)合mgtan .設(shè)擺線長為l，則圓半徑rlsin .根據(jù)牛頓第二定律得：21 第7講向心力例4有一種叫“飛椅”的游樂項目，示意圖如圖5所示.長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣.轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動.當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)動軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為.不計鋼繩的重力，求：圖522 第7講向心力(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速

9、度與夾角的關(guān)系；解析對座椅受力分析，如圖所示.轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為時，鋼繩與豎直方向的夾角為，則座椅到轉(zhuǎn)軸的距離即座椅做圓周運動的半徑為RrLsin 根據(jù)牛頓第二定律：mgtan m2R23 第7講向心力(2)此時鋼繩的拉力多大？24 第7講向心力對點練習(xí) 鞏固應(yīng)用反饋對向心力的理解1.關(guān)于向心力的說法中正確的是()A.物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力B.向心力不改變圓周運動中物體速度的大小C.做勻速圓周運動的物體其向心力即為其所受的合外力D.做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的25 第7講向心力解析當(dāng)物體所受的外力的合力始終有一分力垂直于速度方向時，物體就將做圓周運動，該分力即為向心力，故

10、先有向心力然后才使物體做圓周運動.因向心力始終垂直于速度方向，所以它不改變速度的大小，只改變速度的方向，當(dāng)合外力完全提供向心力時，物體就做勻速圓周運動，該合力大小不變，方向時刻改變，故向心力是變化的，B、C正確.答案BC26 第7講向心力向心力的來源2.如圖6所示，一小球用細(xì)繩懸掛于O點，將其拉離豎直位置一個角度后釋放，則小球以O(shè)點為圓心做圓周運動，運動中小球所需的向心力是()A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力圖627 第7講向心力解析對小球受力分析如圖所示，小球受重力和繩子拉力作用，向心力是指向圓心方向的合外力，它可以是

11、小球所受合力沿繩子方向的分力，也可以是各力沿繩子方向的分力的合力，正確選項為C、D.答案CD28 第7講向心力圓周運動中的動力學(xué)問題3.如圖7所示，兩個質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點)放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l.木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g.若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是()圖729 第7講向心力A.b一定比a先開始滑動B. a、b所受的摩擦力始終相等30 第7講向心力解析最大靜摩擦力相等，而b需要的向心力較大，所以b先滑動，A項正確；在未滑動之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B項錯誤；答案AC31 第7講向心力圓錐擺模型4.一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線是豎直的，圓錐固定，有質(zhì)量相同的兩個小球A和B貼著筒的內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖8所示，A的運動半徑較大，則()A.A球的角速度必小于B球的角速度B.A球的線速度必小于B球的線速