向心力+高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第六章圓周運動6.1向心力新課引入GFNF合力物體做勻速圓周運動需要一個指向圓心的力維持圓周運動一、向心力1、定義：做勻速圓周運動的物體所受的合力時刻指向圓心，因而稱為向心力（用Fn表示）2、方向：時刻指向圓心時刻垂直于速度時刻發(fā)生改變OFFFvvOv一、向心力3、作用效果：

改變速度方向不改變大小4、向心力是效果立并不存在，由其它力充當(dāng)OFFFvvOv隨堂訓(xùn)練例：如圖小球在光滑的木板上在輕繩的作用下做勻速圓周運動，則下列選項正確的是（）A、小球受重力、支持力、繩子拉力和向心力作用B、小球做勻速率運動C、繩子拉力時刻指向圓心D、松手后小球?qū)⒗^續(xù)做勻速圓周運動BC二、提供的向心力1、做勻速圓周運動的物體受到的合外力為物體做勻速圓周運動提供向心力受力分析求提供例：小球在繩子的拉力作用下在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，繩與豎直方向夾角如圖mgTGFfFNωF合＝FN=Fn滾筒洗衣機中物體隨滾筒一起勻速轉(zhuǎn)動物體所受重力、摩擦力和支持力的合力充當(dāng)向心力。物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動物體所受支持力充當(dāng)向心力小球在某一平面做勻速圓周運動物體所受重力和支持力的合力充當(dāng)向心力F合ωθθmmgN球在光滑玻璃漏斗中做勻速圓周運動小球在某一平面做勻速圓周運動豎直方向水平方向ωθθmOrmg物體所受支持力在水平方向上的分力充當(dāng)向心力球在光滑玻璃漏斗中做勻速圓周運動NA小球在豎直光滑軌道內(nèi)做圓周運動BCA點向心力B點向心力C點向心力影響向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？1.保持小球轉(zhuǎn)動的速度和繩的長度不變，改變小球的質(zhì)量，感受向心力的變化。2.保持繩的長度和小球的質(zhì)量不變，改變小球轉(zhuǎn)動的速度，感受向心力的變化。探究影響向心力大小的因素控制變量法猜想：向心力大小可能與小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動速度、轉(zhuǎn)動半徑有關(guān)。3.保持小球的質(zhì)量和小球轉(zhuǎn)動的速度不變，改變繩的長度，感受向心力的變化。探究影響向心力大小的因素控制變量法驗證猜想實驗裝置裝置只改變半徑只改變質(zhì)量只改變角速度實驗原理控制變量法向心力表達(dá)式方向總指向軌跡的圓心改變速度方向不改變速度大小向心力大小表達(dá)式三、物體做圓周運動需要的向心力1.內(nèi)容：物體做圓周運動需要的向心力與物體質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。2、表達(dá)式：F需＝mrω2三、物體做圓周運動需要的向心力3、推導(dǎo)式：例：用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運動的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)。（1）本實驗采用的科學(xué)方法是__。A．控制變量法B．累積法C．微元法D．放大法（2）圖示情景正在探究的是__。A．向心力的大小與半徑的關(guān)系B．向心力的大小與角速度大小的關(guān)系C．向心力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系隨堂訓(xùn)練AB隨堂訓(xùn)練例：質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸掛在O點，在O點的正下方處有一光滑小釘子P，把細(xì)線沿水平方向拉直，無初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線碰到釘子的瞬間（瞬時速度不變），細(xì)線沒有斷裂，則下列說法正確的是（）A．小球的線速度突然增大B．小球的角速度突然增大C．小球向心力變大D．小球向心力減小BC例：長為L的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線另一端固定于O點，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，這種運動通常稱為圓錐擺運動。已知運動中細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，求（1）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的向心力大?。唬?）細(xì)線對小球的拉力F的大??；（3）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的線速度大小。