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(共24張PPT)
第二節(jié)
向心力
第六章
圓周運(yùn)動(dòng)
2020-2021學(xué)年度人教版高中物理必修2
1．知道向心力，通過實(shí)例認(rèn)識(shí)向心力的作用及向心力的來源。
2．通過實(shí)驗(yàn)，理解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，能運(yùn)用向心力公式進(jìn)行計(jì)算。
3．知道向心加速度及其公式，能用牛頓第二定律分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
目錄
01
03
02
向心力
向心力的大小
變速圓周運(yùn)動(dòng)和一班曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
學(xué)習(xí)目錄
如果物體不受力，它會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么?
提示：勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。
提示：變速曲線運(yùn)動(dòng)。
變速運(yùn)動(dòng)就意味什么？
提示：加速度不為零或合力不為零。
那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力有何特點(diǎn)？
01
02
03
新課導(dǎo)入
地球受到什么力的作用?這個(gè)力可能沿什么方向?
應(yīng)該受到指向太陽的引力作用
小球受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力的合力沿什么方向?
小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個(gè)力的作用，其合力即為繩子的拉力，其方向指向圓心
01
02
一、向心力
一、向心力
女運(yùn)動(dòng)員受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力的合力沿什么方向?
重力、支持力，男運(yùn)動(dòng)員給她的拉力，指向圓心。
觀看視頻
一、向心力
這個(gè)拉力——向心力有什么特點(diǎn)呢？
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。
（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
O
F
F
F
v
v
v
2.向心力的特點(diǎn)
1.定義
一、向心力
那么向心力是怎樣產(chǎn)生的他是物體受到的嗎？
ω
O
r
（5）向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它可以是某一個(gè)力，
或者是幾個(gè)力的合力來提供。
（4）向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為具有某種性
質(zhì)的力來命名的。
2.向心力的特點(diǎn)
一、向心力
3.向心力的來源實(shí)力分析
F
G
Fn
θ
ω
θ
m
O
r
mg
FN
Fn
y
x
O'
O
R
θ
ω
m
mg
FN
F合
y
x
Fn＝mg
tanθ
二、向心的大小
我們已經(jīng)知道向心力的方向，來源及特點(diǎn)。那向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？
觀看視頻
二、向心的大小
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
ω，R一定，F(xiàn)與ｍ成正比
m，Ｒ一定，F(xiàn)與ω成正比
m，
ω一定，F(xiàn)與Ｒ成正比
你還能推導(dǎo)出其他向心力的公示么？
常用的三個(gè)公式
三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
觀察圖片，看看鏈球加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的拉力與鏈球的運(yùn)動(dòng)方向是否垂直？用繩子拉著沙袋做變速圓周運(yùn)動(dòng)，看看繩子與沙袋運(yùn)動(dòng)方向是否垂直？
1.變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(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)
F
Fn
加速
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。
當(dāng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度逐漸減小時(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？
1.變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(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)
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)的分析方法對一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理了。
2.一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
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
v2
r
Fn=m
rω2
1、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
課堂小結(jié)
1.(多選)下面關(guān)于向心力的敘述中，正確的是（
）
A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個(gè)變力
B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定受到一個(gè)向心力的作用
C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個(gè)力，也可以是這些力中某幾個(gè)力的合力，或者是某一個(gè)力的分力
D.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小
BCD
課堂練習(xí)
2.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體，物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)，物體所需的向心力由下面哪個(gè)力來提供(
)
A.重力
B.彈力
C.靜摩擦力
D.滑動(dòng)摩擦力
B
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：
G
Ff
FN
4.質(zhì)量為m的球用長為L的細(xì)繩懸于天花板的O點(diǎn)，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直線成θ角，則以下正確的是(
)
A.擺球受重力、拉力和向心力的作用
B.擺球只受重力、拉力的作用
C.擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為mgtangθ
D.擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期
F
B
C
D
5.如圖所示，一圓盤可繞過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)——做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于木塊A的受力，下列說法中正確的是(
)
A.木塊A受重力、支持力和向心力
B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反
C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心
D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同
C
6.長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線上端固定，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖11所示，求細(xì)線與豎直方向成θ角時(shí)：(重力加速度為g)
(1)細(xì)線中的拉力大小；
解析　小球受重力及細(xì)線的拉力兩力作用，如圖所示，豎直方向FTcos
θ＝mg，故拉力
FT＝
(2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小.
解析　小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r＝Lsin
θ，向心力Fn＝FTsin
θ＝mgtan
θ，
謝謝聆聽

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