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）

6.1向心力人教版（2019）普通高中物理必修第二冊同步教學(xué)課件第六章·圓周運動目錄1向心力2向心力的大小3變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點游樂場里有各種有趣的游戲項目?？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動的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點？問題知識點一：向心力問題下列圖片中的運動是什么運動？其受力情況有什么共同點？ωOr合外力方向一致指向圓心知識點一：向心力1、向心力的定義做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。用Fn

表示。2、向心力的特點OFFFvv（1）向心力方向時刻發(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，向心力的方向時刻發(fā)生改變，所以向心力是變力知識點一：向心力3.向心力的來源實力分析ωOGFNFfGFfFNωF向=F合=FfF向=F合=FN知識點一：向心力θωθmOrmgFNF合O'ORθωmmgFNF合F向=F合＝mgtanθ3.向心力的來源實力分析知識點一：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，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。3.向心力的來源實力分析知識點二：向心力的大小演示實驗實驗：感受向心力如圖所示，在繩子的一端拴一個小沙袋（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)做圓周運動。此時，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。換用不同質(zhì)量的沙袋，并改變沙袋轉(zhuǎn)動的速度和繩的長度，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)動的快慢有關(guān)。知識點二：向心力的大小探究實驗實驗：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，槽內(nèi)的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供。知識點二：向心力的大小探究實驗實驗：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，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。請你用上面介紹的器材設(shè)計實驗，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。知識點二：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:知識點二：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？問題常用的三個公式知識點三：變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點觀察視頻觀察實驗，繩子拉力與速度方向是保持垂直嗎？知識點三：變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點1.變速圓周運動OvFnFtF合變速圓周運動的沙袋正在加速轉(zhuǎn)動時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，改變速度大小知識點三：變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點2.一般曲線運動的受力特點運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般的曲線運動。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。在注意到這點區(qū)別之后，分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法對一般曲線運動進(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、變速圓周運動中的合力并非向心力考點一：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，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，盤上有可視為質(zhì)點的小物塊相對盤面靜止。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力作用B．小物塊受重力、盤面的彈力和向心力的三個力作用C．小物塊受重力和盤面的彈力作用兩個力作用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力作用A考點二：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動，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，另一端系一個小球，在O點的正下方釘一個光滑的小釘子A，小球從一定高度擺下，當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時，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．小球做圓周運動的線速度大小之比為1∶4D．小球做圓周運動的角速度之比為4∶1B考點三：曲線運動和一般曲線運動例3

如圖所示，某物體沿

光滑圓弧軌道由最高點滑到最低點過程中，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動方向垂直(最低點除外)D考點三：曲線運動和一般曲線運動【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)盤一起運動，圖中c方向沿半徑指向圓心，a