向心力高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修二

第六章圓周運(yùn)動(dòng)6.2向心力人教版(2019)必修第二冊(cè)

游樂(lè)場(chǎng)里有各種各樣有趣的游戲項(xiàng)目?？罩酗w椅因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛(ài)。飛椅與人一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點(diǎn)？問(wèn)題mgTT一、向心力(1)如圖甲所示，小球在細(xì)繩的牽引下在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？(2)如圖乙所示，物塊在水平圓盤(pán)上隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)思考：物塊受哪些力的作用？其合力方向如何？(3)如圖丙所示，小球在細(xì)繩的牽引下在空中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？問(wèn)題一、向心力細(xì)繩的拉力GFNOF臺(tái)面的靜摩擦力mgNf靜GTFθ小球重力和繩拉力的合力一、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(xiàn)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，所以向心力是變力一、向心力：下列的運(yùn)動(dòng),哪個(gè)力可以提供向心力？ωGfFN3.向心力的來(lái)源實(shí)力分析問(wèn)題桶對(duì)物塊的支持力提供向心力F合ωθO'ORθωθmmOrmgNmgNF合Fn=F合一、向心力3.向心力的來(lái)源實(shí)力分析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(lái)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(shuō)物體受到向心力的作用，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。二、向心力的大小實(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(guò)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(guò)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(zhǎng)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)。思考與討論1.保持小球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不變，改變角速度，向心力大小如何變化？2.保持小球的角速度不變，改變轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，向心力大小如何變化？3.你認(rèn)為做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力與哪些因素有關(guān)？新課講授方案：用向心力演示器探究向心力的大小1.實(shí)驗(yàn)器材方案：用向心力演示器探究向心力的大小2.實(shí)驗(yàn)原理

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使變速塔輪以及長(zhǎng)槽和短槽和槽內(nèi)的小球隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂的擋板對(duì)小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺。根據(jù)標(biāo)尺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。方案：用向心力演示器探究向心力的大小3.實(shí)驗(yàn)探究方法：控制變量法方案：用向心力演示器探究向心力的大小實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωb4.數(shù)據(jù)收集方案：用向心力演示器探究向心力的大小5.數(shù)據(jù)分析實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωbFa=2FbF∝mFa=2FbF∝r4Fa=FbF∝ω2方案：用向心力演示器探究向心力的大小6.向心力大小計(jì)算公式：

新課講授思考與討論①運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，鏈球的速度怎樣變化？②通過(guò)觀察，你認(rèn)為鏈球從開(kāi)始到拋出過(guò)程中，鏈球所受繩的拉力方向與速度方向是否垂直？新課講授(一)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所具有的加速度aanat加速at——切向加速度，它改變速度的大小。an——向心加速度，它改變速度的方向。新課講授(二)做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力FFnFt結(jié)論：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)切向加速度為零。加速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。新課講授思考與討論

當(dāng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度逐漸減小時(shí)，物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90°還是小于90°呢？FFnFtv0大于90°Ft與物體運(yùn)動(dòng)的速度反向，使得物體的速度越來(lái)越??；Fn指向圓心，提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，改變物體速度的方向。(三)一般的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)處理方法：

把一般曲線(xiàn)分割為許多很短的小段，每一段都可以看作圓周的一部分.這樣，在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線(xiàn)上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理了.r1r21．下列關(guān)于向心力的說(shuō)法中，正確的是（）A．向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，向心力是一個(gè)恒力B．向心力與重力、彈力、摩擦力一樣，是一種特定的力，它只有在物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)才產(chǎn)生C．向心力既能改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，又能改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢D．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等力中某一種力，也可以是這些力中某幾個(gè)力的合力D

D3．一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線(xiàn)是豎直的，圓錐固定，有質(zhì)量相同的兩個(gè)小球A和B貼著筒的內(nèi)壁在水平