向心力（教學(xué)課件）【教學(xué)無憂】高一物理備課（人教版2019必修第二冊(cè)）

6.1向心力人教版（2019）普通高中物理必修第二冊(cè)同步教學(xué)課件第六章·圓周運(yùn)動(dòng)目錄1向心力2向心力的大小3變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)游樂場里有各種有趣的游戲項(xiàng)目?？罩酗w椅因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點(diǎn)？問題知識(shí)點(diǎn)一：向心力問題下列圖片中的運(yùn)動(dòng)是什么運(yùn)動(dòng)？其受力情況有什么共同點(diǎn)？ωOr合外力方向一致指向圓心知識(shí)點(diǎn)一：向心力1、向心力的定義做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。用Fn

表示。2、向心力的特點(diǎn)OFFFvv（1）向心力方向時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）（2）向心力的作用：只改變線速度的方向不改變速度大小（3）力是矢量，向心力的方向時(shí)刻發(fā)生改變，所以向心力是變力知識(shí)點(diǎn)一：向心力3.向心力的來源實(shí)力分析ωOGFNFfGFfFNωF向=F合=FfF向=F合=FN知識(shí)點(diǎn)一：向心力θωθmOrmgFNF合O'ORθωmmgFNF合F向=F合＝mgtanθ3.向心力的來源實(shí)力分析知識(shí)點(diǎn)一：向心力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。3.向心力的來源實(shí)力分析知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：感受向心力如圖所示，在繩子的一端拴一個(gè)小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對(duì)沙袋的拉力。換用不同質(zhì)量的沙袋，并改變沙袋轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和繩的長度，感受向心力的變化。猜想：向心力的大小與質(zhì)量、半徑以及轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢有關(guān)。知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小的表達(dá)式向心力演示器如圖所示。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供。知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小的表達(dá)式球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8。根據(jù)標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分標(biāo)記，可以粗略計(jì)算出兩個(gè)球所受向心力的比值。請(qǐng)你用上面介紹的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究向心力大小與物體的質(zhì)量、速度和軌道半徑等因素的關(guān)系。知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小觀察視頻探究向心力的大小1、F與m的關(guān)系保持r、ω一定保持ω

、m一定3、F與ω

的關(guān)系保持m、r一定2、F與r的關(guān)系m大，F(xiàn)也大ω

大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大結(jié)論:知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小向心力的大小你還能推導(dǎo)出其他向心力的公示么？問題常用的三個(gè)公式知識(shí)點(diǎn)三：變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)觀察視頻觀察實(shí)驗(yàn)，繩子拉力與速度方向是保持垂直嗎？知識(shí)點(diǎn)三：變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)1.變速圓周運(yùn)動(dòng)OvFnFtF合變速圓周運(yùn)動(dòng)的沙袋正在加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受的合力不指向圓心切向力Ft

：垂直半徑方向的分力向心力Fn

：指向圓心的分力產(chǎn)生向心加速度，改變速度方向產(chǎn)生切向加速度，改變速度大小知識(shí)點(diǎn)三：變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)2.一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng)。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。2、向心力的作用效果：改變速度的方向3、向心力的大小Fn=m

v2rFn=m

rω21、向心力的方向：指向圓心4、變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力考點(diǎn)一：向心力的來源例1．如圖所示，一小球套在光滑輕桿上，并隨輕桿一起繞著豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)于小球的受力情況，以下說法中正確的是（）A．小球受到重力和彈力作用B．小球受到重力、彈力和向心力作用C．小球受到重力、彈力和離心力作用D．小球受到重力和彈力的合力是恒力A考點(diǎn)一：向心力的來源【變式訓(xùn)練1】水平圓盤繞過盤的中心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，盤上有可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊相對(duì)盤面靜止。關(guān)于小物塊受力情況的下列說法正確的是（）A．小物塊受重力、盤面的彈力和盤面的靜摩擦力三個(gè)力作用B．小物塊受重力、盤面的彈力和向心力的三個(gè)力作用C．小物塊受重力和盤面的彈力作用兩個(gè)力作用D．小物塊受重力、盤面的彈力、盤面的靜摩擦力和向心力四個(gè)力作用A考點(diǎn)二：向心力的大小例2.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊隨水平轉(zhuǎn)盤繞豎直固定軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，物塊到軸心的距離為r。則物塊受到的向心力大小為（）A．mw2r2

B．mwr

C．mwr2

D．mw2rD考點(diǎn)二：向心力的大小【變式訓(xùn)練2】如圖所示，長為L的細(xì)繩一端固定于O點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)光滑的小釘子A，小球從一定高度擺下，當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時(shí)，釘子的位置距小球L/4，則細(xì)繩碰到釘子前、后瞬間（）A．繩對(duì)小球的拉力大小之比為1∶4B．小球所受合外力大小之比為1∶4C．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為1∶4D．小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為4∶1B考點(diǎn)三：曲線運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)例3

如圖所示，某物體沿

光滑圓弧軌道由最高點(diǎn)滑到最低點(diǎn)過程中，物體的速率逐漸增大，則A.物體的合力為零B.物體的合力大小不變，方向始終指向圓心OC.物體的合力就是向心力D.物體的合力方向始終不與其運(yùn)動(dòng)方向垂直(最低點(diǎn)除外)D考點(diǎn)三：曲線運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)【變式訓(xùn)練3】如圖6所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動(dòng)，圖中c方向沿半徑指向圓心，a