高一物理必修二第五章第七节向心力插入动画视频.ppt

 第七节： 向心力.知识点回顾1 1、如何理解匀速、如何理解匀速圆圆周运周运动动是一种是一种变变速运速运动动？？2 2 、、匀速匀速圆圆周运周运动动向心加速度是如何定向心加速度是如何定义义的？的？其表达式是什么？其物理意其表达式是什么？其物理意义义是什么？是什么？.实例物体做物体做圆圆周运周运动动一定受到力的作用一定受到力的作用.vFvFvF人人 造造 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行.向心力及其特点定定义义：做匀速：做匀速圆圆周运周运动动的物体一定受到一个的物体一定受到一个指向指向圆圆心的合力心的合力，，这这个合力叫做向心力个合力叫做向心力①①方向方向时时刻刻发发生生变变化化（始（始终终指向指向圆圆心且与速心且与速度方向垂直）度方向垂直）②②向心力的作用：向心力的作用：只改只改变线变线速度的方向不改速度的方向不改变变速度大小速度大小③③向心力是根据力的作用向心力是根据力的作用效果效果来来命名命名的，的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供受力分析受力分析时时, 不能不能多出一个向心力多出一个向心力向心力的大小与哪些物理量有关呢？思考.公式：公式：Fn = mrω2 向心力的大小= mvω= mv2 /r= mr(2π/T)2.实验实验：：用用圆锥摆圆锥摆粗略粗略验证验证向心力的表达式向心力的表达式小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想rθOGF合F结论结论: :向心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的的合力提供合力提供.实实验验：：用用圆圆锥锥摆摆粗粗略略验验证证向向心心力力的的表表达达式式1、实验的基本原理？从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较2、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合＝mg tanθ小球所需向心力Fn=mr v2rm？r？v？θ？m、r、转n圈数所用时间t、l.O O小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：轻绳轻绳轻绳轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速栓一小球，在光滑水平面做匀速栓一小球，在光滑水平面做匀速栓一小球，在光滑水平面做匀速圆圆圆圆周运周运周运周运动动动动。

小球向心力的小球向心力的小球向心力的小球向心力的来源？来源？来源？来源？O OG GF FN NF F 向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力F F F FN N N N、小球的重力、小球的重力、小球的重力、小球的重力G G G G、、、、绳绳绳绳子子子子的拉力的的拉力的的拉力的的拉力的合力提供合力提供合力提供合力提供匀速匀速圆圆周运周运动实动实例分析例分析——向心力的来源向心力的来源F F向向= F= F合合= F= F.物体相物体相物体相物体相对转盘对转盘对转盘对转盘静止，随静止，随静止，随静止，随盘盘盘盘做匀速做匀速做匀速做匀速圆圆圆圆周运周运周运周运动动动动F F向向= F= F合合= F= Ff f由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的合力提供合力提供合力提供合力提供即即即即圆盘对圆盘对圆盘对圆盘对木木木木块块块块的静摩擦力的静摩擦力的静摩擦力的静摩擦力F F F Ff f f f ωωωωO O O OG GF FN NF Ff f小球向心力的来源小球向心力的来源小球向心力的来源小球向心力的来源? ? ? ?匀速匀速圆圆周运周运动实动实例分析例分析——向心力的来源向心力的来源.G GF Ff fF FN Nωω讨论讨论讨论讨论：物：物：物：物块块块块随着随着随着随着圆圆圆圆桶一起匀速桶一起匀速桶一起匀速桶一起匀速转动时转动时转动时转动时，物，物，物，物块块块块的受力？物的受力？物的受力？物的受力？物块块块块向心向心向心向心力的来源力的来源力的来源力的来源? ? ? ?物物物物块块块块做匀速做匀速做匀速做匀速圆圆圆圆周运周运周运周运动时动时动时动时，，，，合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力，即桶，即桶，即桶，即桶对对对对物物物物块块块块的支的支的支的支持力。

持力匀速匀速圆圆周运周运动实动实例分析例分析——向心力的来源向心力的来源.θO'ORωθωθmmOrmgFNF合合mgFNF合合F合合＝＝mg tanθ竖竖直方向直方向:FN cosθ＝＝mg水平方向水平方向:F合合=mω2r竖竖直方向：直方向：FN cosθ＝＝mg水平方向：水平方向：F合合=mω2 R sinθv沿光滑漏斗或碗内壁做沿光滑漏斗或碗内壁做圆圆周运周运动动的小球的小球.总结总结：：⑴⑴向心力是根据向心力是根据效果效果命名的力，并不是一种命名的力，并不是一种 新的性新的性质质的力的力⑵⑵向心力的向心力的来源来源：可以是重力、：可以是重力、弹弹力、摩擦力、摩擦 力等各种性力等各种性质质的力，也可以是几个力的的力，也可以是几个力的合力合力，，还还可以是某个力的可以是某个力的分力分力 物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时，由合力提供向心力由合力提供向心力 向心力不是物体真向心力不是物体真实实受到的一个受到的一个力，不能力，不能说说物体受到向心力的作用物体受到向心力的作用 ，只能，只能说说某个力或某几个力提供了向某个力或某几个力提供了向心力。

心力变变速速圆圆周运周运动动和一般曲和一般曲线线运运动动⑴ ⑴ ⑴ ⑴ 变变变变速速速速圆圆圆圆周运周运周运周运动动动动的合外力也指向的合外力也指向的合外力也指向的合外力也指向圆圆圆圆心心心心吗吗吗吗？？？？ 变变变变速速速速圆圆圆圆周运周运周运周运动动动动的速度大小是怎么改的速度大小是怎么改的速度大小是怎么改的速度大小是怎么改变变变变的？的？的？的？⑵ ⑵ ⑵ ⑵ 怎么分析研究一般的曲怎么分析研究一般的曲怎么分析研究一般的曲怎么分析研究一般的曲线线线线运运运运动动动动？？？？.做做变变速速圆圆周运周运动动的物体所受的力的物体所受的力( (链链球运球运动动) )FO.做做变变速速圆圆周运周运动动的物体所受的力的物体所受的力FFnFtF Ft t 切向分力，它切向分力，它产产生切向加速度，改生切向加速度，改变变速度的大小速度的大小. .F Fn n 向心分力，它向心分力，它产产生向心加速度，改生向心加速度，改变变速度的方向速度的方向. .结论结论同同时时具有向心加速度和切向加速度的具有向心加速度和切向加速度的圆圆周运周运动动就是就是变变速速圆圆周运周运动动 ，匀速匀速圆圆周运周运动动切向加速度切向加速度为为零。

零加速变速圆周. 把一般曲把一般曲线线分割分割为许为许多极短的小段，每一段多极短的小段，每一段都可以看作都可以看作为为一小段一小段圆圆弧，而弧，而这这些些圆圆弧的弯曲程弧的弯曲程度不一度不一样样，表明它，表明它们们具有不同的曲率半径在注具有不同的曲率半径在注意到意到这这点区点区别别之后，分析之后，分析质质点点经过经过曲曲线线上某位置上某位置的运的运动时动时，就可以采用，就可以采用圆圆周运周运动动的分析方法的分析方法对对一一般曲般曲线线运运动进动进行行处处理了r r1 1r r2 2 处处理一般曲理一般曲线线运运动动的方法：的方法：.匀速匀速圆圆周运周运动动：：变变速速圆圆周运周运动动：：：：F向向是是F合合的指向的指向圆圆心方向的分力心方向的分力Fn 向心力的向心力的来源来源：可以是重力、：可以是重力、弹弹力、摩力、摩擦力等各种性擦力等各种性质质的力，也可以是几个力的的力，也可以是几个力的合合力力，，还还可以是某个力的可以是某个力的分力分力 物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时，由合力提供向，由合力提供向心力小小结结. 1 1、关于向心力、关于向心力说说法中正确的是（法中正确的是（ ））A A、物体由于做、物体由于做圆圆周运周运动动而而产产生的力叫向心力；生的力叫向心力；B B、向心力不改、向心力不改变变速度的大小；速度的大小；C C、做匀速、做匀速圆圆周运周运动动的的物体所受向心力是不的的物体所受向心力是不变变的；的；D D、向心力是除物体所受重力、、向心力是除物体所受重力、弹弹力以及摩擦力力以及摩擦力以外的一种新的力以外的一种新的力B B 练习练习.2 2、用、用细线细线拴住一球做匀速拴住一球做匀速圆圆周运周运动动，下列，下列说说法中正确的是（法中正确的是（ ））A.A.在线速度一定情况下，速度一定情况下，线线越越长长越易断越易断B.B.在线速度一定情况下，速度一定情况下，线线越短越易断越短越易断C.C.在角速度一定情况下，在角速度一定情况下，线线越越长长越易断越易断D.D.在角速度一定情况下，在角速度一定情况下，线线越短越易断越短越易断BC.3 3、、在在光光滑滑的的横横杆杆上上穿穿着着两两质质量量不不同同的的两两个个小小球球，，小小球球用用细细线线连连接接起起来来，，当当转转台台匀匀速速转转动动时时，，下下列列说说法正确的是法正确的是( )( )A A．两小球速率必相等．两小球速率必相等B B．两小球角速度必相等．两小球角速度必相等C C．两小球加速度必相等．两小球加速度必相等D D．两小球到．两小球到转轴距离与其距离与其质量成反比量成反比 练习BD. 4、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ）A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16C练习.5、如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：小橡皮受力分析如图。

小橡皮恰不下落时，有： Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式： FN=mω2r解以上各式得：GFfFN练习.小结3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、、向心力的方向：向心力的方向：4 4、、变变速速圆圆周运周运动动中的合力并非向心力中的合力并非向心力Fn= =m v2rFn= =m rω2Fn = =m r 4π2T 2在匀速在匀速圆圆周运周运动动中合力充当向心力中合力充当向心力指向指向圆圆心心改改变变速度的方向速度的方向. 同学同学们们，其，其实实生活中生活中处处处处都有美都有美丽丽的景色，我的景色，我们们要善于要善于去去发现发现美，感受美，愿你美，感受美，愿你们们每每个人的心中都有一片美的天地！个人的心中都有一片美的天地！..。