高中物理必修一 向心力課件

5.6高中物理必修一向心力這些物體為什么會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)？高中物理必修一向心力所受合外力__________零【復(fù)習(xí)】◆什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？◆“勻速”的含義是什么？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是___速曲線運(yùn)動(dòng)變一定不等于一定具有______。加速度

那么物體所受的合外力有何特點(diǎn)？

加速度又怎樣呢？高中物理必修一向心力觀察高中物理必修一向心力一、感受向心力閱讀課本《觀察與思考》：看看想想◆牽繩的手有什么感覺？◆如果松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？◆增大或減小小物體的線速度，手的感覺有什么感覺？受到一個(gè)拉力的作用，且力的方向____變化不斷高中物理必修一向心力OGNF小球受力分析：

OOFFFVVVO結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力指向

圓心，且與速度垂直，這個(gè)指向圓心的合力就叫做向心力。F向=F合=F高中物理必修一向心力vFvFvF人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F向=F合=Ff由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個(gè)力的合力提供。即圓盤對(duì)木塊的靜摩擦力Ff

ωOGFNFf小球向心力的來源?勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析——向心力的來源高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？想一想rθOGF合F結(jié)論:向心力由拉力F和重力G的合力提供高中物理必修一向心力總結(jié)：⑴向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。⑵向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。

物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。高中物理必修一向心力小結(jié)分析向心力來源的思路1.明確研究對(duì)象2.確定圓周運(yùn)動(dòng)所在的平面，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、半徑及圓心位置3.進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力。高中物理必修一向心力O'ORθωmmgFNF合F合＝mgtanθ豎直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mω2Rsinθ沿光滑碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球高中物理必修一向心力GFfFNω討論：物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊的受力？物塊向心力的來源?物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力提供向心力，即桶對(duì)物塊的支持力。勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析——向心力的來源高中物理必修一向心力向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？思考討論高中物理必修一向心力一.用向心力演示器驗(yàn)證方法:控制變量法(F與m,r,ω)1.F與m的關(guān)系保持r、ω一定保持m

、

ω一定2.F與ω的關(guān)系保持m、r一定3.F與r的關(guān)系m大，F(xiàn)也大ω大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大演示儀兩個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)圓錐擺高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力介紹:向心力演示儀GFN小球靜止高中物理必修一向心力手推檔板介紹:向心力演示儀高中物理必修一向心力G勻速圓周運(yùn)動(dòng)FNF′F介紹:向心力演示儀高中物理必修一向心力二

實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？從運(yùn)動(dòng)的角度求得Fn；從受力的角度求得F合；將Fn和F合進(jìn)行比較2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合3、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測(cè)量？F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=m

v2rm？r？v？θ？m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時(shí)間t、h注意事項(xiàng)rO'Oθlh1、h并不等于紙面距懸點(diǎn)的高度2、小球與紙面不能接觸3、測(cè)t時(shí)不能太久4、啟動(dòng)小球時(shí)應(yīng)確保小球做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)次數(shù)運(yùn)動(dòng)角度求向心力Fn受力角度求合力F合半徑r/m轉(zhuǎn)__圈時(shí)間t/s線速度v/m·s-1向心力Fn/N高度h/m正切值tanθ合力F合/

N12345〖實(shí)驗(yàn)與探究〗猜想：向心力大小可能與__________________________有關(guān)質(zhì)量、半徑、角速度等實(shí)驗(yàn)：完成課本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法m、ω不變，r越大，F(xiàn)越____m、r不變，ω越大，F(xiàn)越____r、ω不變，m越大，F(xiàn)越____大大大高中物理必修一向心力〖結(jié)論〗向心力的大小F與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω都有關(guān)系：公式：F＝mrω2根據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式：

=m

r

4π2T

2高中物理必修一向心力變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)⑴變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？⑵怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力

哪個(gè)力提供向心力？①向心力和切向力的作用效果。②什么情況下物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)。高中物理必修一向心力Ft切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向.結(jié)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。高中物理必修一向心力做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力(鏈球運(yùn)動(dòng))FO高中物理必修一向心力做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力FFnFtFt切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向.結(jié)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。加速變速圓周向心力是合力嗎？高中物理必修一向心力勻速圓周運(yùn)動(dòng)：變速圓周運(yùn)動(dòng)：F向是F合的指向圓心方向的分力Fn

物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。小結(jié)高中物理必修一向心力把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在注意到這點(diǎn)區(qū)別之后，分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法對(duì)一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理了。r1r2處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：高中物理必修一向心力小結(jié)3、向心力的大小2、向心力的作用效果：改變速度的方向，不改變大小1、向心力的方向：指向圓心且與速度方向垂直4、向心力的來源可以是某一個(gè)力，或者是幾個(gè)力的合力來提供。變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力Fn=m

v2rFn=m

rω2Fn

=m

r

4π2T

2在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力充當(dāng)向心力

1、關(guān)于向心力說法中正確的是（）A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大?。籆、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力B練習(xí)高中物理必修一向心力2、用細(xì)線拴住一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）A.在線速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷B.在線速度一定情況下，線越短越易斷C.在角速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷D.在角速度一定情況下，線越短越易斷BC高中物理必修一向心力5、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）解析：小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時(shí)，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：FN=mω2r解以上各式得：GFfFN練習(xí)高中物理必修一向心力例1：關(guān)于向心力說法中正確的是（）A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大??；C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力B

練習(xí)高中物理必修一向心力例2、甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周.則它們的向心力之比為（）

A.1∶4B.2∶3C.4∶9 D.9∶16C高中物理必修一向心力例3、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時(shí)，有：

Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：

FN=mω2r解以上各式得：GFfFN高中物理必修一向心力

例4長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，小球的一端固定于O1點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成圓錐擺，如圖所示，求擺線與豎直方向成θ時(shí)：（1）擺線中的拉力大?。?）小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大?。?）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期高中物理必修一向心力O'θωωmOθlmOrTmgF合mgF合F升θ豎直方向:Tcosθ＝mg水平方向:F合=mω2lsinθ豎直方向:F升

cosθ＝mg水平方向:F合=mω2rF合＝mgtanθ高中物理必修一向心力θO'ORωθωθmmOrmgNF合mgNF合F合＝mgtanθ豎直方向:Ncosθ＝mg水平方向:F合=mω2r豎直方向：Ncosθ＝mg水平方向：F合=mω2Rsinθ高中物理必修一向心力1.

小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。O’OmgTFθL小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由牛頓第二定律：即：R解析：小球的向心力由T和G的合力提供高中物理必修一向心力2.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A.球A的線速度一定大于球B的線速度B.球A的角速度一定小于球B的角速度C.球A的運(yùn)動(dòng)周期一定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期D.球A對(duì)筒壁的壓力一定大于球B對(duì)筒壁的壓力mgNFAB3.質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為l的線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方處有一光滑的釘子O′，把小球拉到右側(cè)某一位置釋放，當(dāng)小球第一次通過最低點(diǎn)P時(shí)()A、小球速率突然減小B、小球角速度突然增大C、小球向心加速度突然增大D、擺線上的張力突然增大