6.2 向心力—人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共22張PPT)

1、第六章 圓周運(yùn)動6.2向心力必修二必修二 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.1.了解向心力的概念，知道它是根據(jù)力的效果命名的。了解向心力的概念，知道它是根據(jù)力的效果命名的。2.2.體驗(yàn)向心力的存在，會分析向心力的來源。體驗(yàn)向心力的存在，會分析向心力的來源。3.3.掌握向心力的表達(dá)式，并能用來進(jìn)行計(jì)算。掌握向心力的表達(dá)式，并能用來進(jìn)行計(jì)算。4.4.知道變速圓周運(yùn)動中向心力是合力的一個分力，知知道變速圓周運(yùn)動中向心力是合力的一個分力，知道合力的作用效果。道合力的作用效果。問題？問題？ 游樂場里有各種有趣的游戲項(xiàng)目。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空中飛椅因其刺激性而深受很多年

2、輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運(yùn)動的過程中，受到了哪些力？圓周運(yùn)動的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點(diǎn)？所受合力的方向有什么特點(diǎn)？生活中圓周運(yùn)動模型生活中圓周運(yùn)動模型GNFf2.用細(xì)線拴住小球在光用細(xì)線拴住小球在光滑水平面內(nèi)做勻速圓滑水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動周運(yùn)動1.物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運(yùn)動，且相對轉(zhuǎn)盤周運(yùn)動，且相對轉(zhuǎn)盤靜止靜止GNFTOO圓圓錐錐擺擺rO滾滾筒筒3.木塊隨圓桶繞軸線做木塊隨圓桶繞軸線做圓周運(yùn)動圓周運(yùn)動4.小球在細(xì)線作用下，小球在細(xì)線作用下，在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動動GNFfGT1、向心力概念 沿著半徑

3、，沿著半徑，指向圓心的力就叫作向心力指向圓心的力就叫作向心力2.向向心力的來源：心力的來源： 幾個力幾個力的合力的合力某個力某個力的分力的分力重力重力彈力彈力摩擦摩擦力力向心力向心力充充當(dāng)當(dāng)是按力是按力的作用的作用效果命效果命名的名的2、向心力理解 向向心力是效果力，它可以是某個力心力是效果力，它可以是某個力或某個力的分力或某幾個力的合力或某個力的分力或某幾個力的合力 。向。向心力不是物理實(shí)際受到的力，分析受力心力不是物理實(shí)際受到的力，分析受力時不能單獨(dú)體現(xiàn)！時不能單獨(dú)體現(xiàn)！3.向向心力的效果：心力的效果： 向心力、線速度方向總垂直，向心力向心力、線速度方向總垂直，向心力只改變線速度的方向，不

4、改變線速度只改變線速度的方向，不改變線速度的大小的大小例例1.如圖所示如圖所示,一圓盤可繞過圓盤的中心一圓盤可繞過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動動,在圓盤上放一小木塊在圓盤上放一小木塊A,它隨圓盤一起運(yùn)動它隨圓盤一起運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動,則則關(guān)于木塊關(guān)于木塊A的受力的受力,下列說法正確的是下列說法正確的是()A.木塊木塊A受重力、支持力和向心力受重力、支持力和向心力B.木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦力的方向與摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相反木塊運(yùn)動方向相反C.木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦

5、力的方向指向圓心摩擦力的方向指向圓心D.木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力受重力、支持力和靜摩擦力,摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相同相同解析解析:由于圓盤上的木塊由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速在豎直方向上沒有加速度度,所以所以,它在豎直方向上受重力和支持力的作用而它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,其所需其所需向心力由靜摩擦力提供向心力由靜摩擦力提供,且靜摩擦力的方向指向圓且靜摩擦力的方向指向圓心心O。答案答案:C例例2.下面關(guān)于向心力的敘述中下面關(guān)于向心力的敘述中，錯誤的是錯誤的是 ()

6、A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心向心力的方向始終沿著半徑指向圓心,所以是一個變力所以是一個變力B.做勻速圓周運(yùn)動的物體做勻速圓周運(yùn)動的物體,除了受到別的物體對它的作用力外除了受到別的物體對它的作用力外,還一定受還一定受到一個向心力的作用到一個向心力的作用C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力,也可以是這些力中某幾也可以是這些力中某幾個力的合力個力的合力,或者是某一個力的分力或者是某一個力的分力D.向心力只改變物體速度的方向向心力只改變物體速度的方向,不改變物體速度的大小不改變物體速度的大小解析解析:向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的向心力是根據(jù)力

7、的作用效果來命名的,它可以是物體受力的合力它可以是物體受力的合力,也也可以是某一個力的分力可以是某一個力的分力,因此因此,在進(jìn)行受力分析時在進(jìn)行受力分析時,不能再分析向心力。向心不能再分析向心力。向心力時刻指向圓心力時刻指向圓心,與速度垂直與速度垂直,所以向心力只改變速度方向所以向心力只改變速度方向,不改變速度大小。不改變速度大小。A、C、D正確正確,B錯誤錯誤,故選故選B。答案答案:B3、向心力的大小感受向心力感受向心力實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)rmwFn2rvmFn2224TrmFnnnmaF Tw2例例2 長為長為L的細(xì)線的細(xì)線,拴一質(zhì)量為拴一質(zhì)量為m的小球的小球,細(xì)線上端固定細(xì)線上端固定,讓小球在水讓

8、小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示如圖所示,求細(xì)線與豎直方向成求細(xì)線與豎直方向成角時角時:(重力重力加速度為加速度為g)(1)細(xì)線中的拉力大小細(xì)線中的拉力大小;(2)小球運(yùn)動的線速度的大小。小球運(yùn)動的線速度的大小。解析:(1)小球受重力及細(xì)線的拉力兩個力作用,如圖所示,豎直方向Tcos =mg故拉力大小(2)小球做圓周運(yùn)動的半徑r=Lsin 由牛頓第二定律知 故小球線速度cosmgT rvmmg2tantansingLv 1.知道物體做圓周運(yùn)動軌道所在的平面,明確圓心和半徑是解題的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.分清向心力的來源,明確向心力是由什么力提供的。3.根據(jù)線速度、角速度的特

9、點(diǎn),選擇合適的公式列式求解。規(guī)律方法 勻速圓周運(yùn)動解題策略4、變速圓周運(yùn)動和一般的曲線運(yùn)動 情境：情境：蕩秋千是小朋友很喜歡的游戲蕩秋千是小朋友很喜歡的游戲,當(dāng)秋千由上向下蕩時當(dāng)秋千由上向下蕩時,(1)此時小朋友做的是勻速圓周運(yùn)動還是變速圓周運(yùn)動此時小朋友做的是勻速圓周運(yùn)動還是變速圓周運(yùn)動?(2)繩子拉力與重力的合力指向懸掛點(diǎn)嗎繩子拉力與重力的合力指向懸掛點(diǎn)嗎?運(yùn)動過程中運(yùn)動過程中,公式公式 還適用嗎？還適用嗎？rmwrvmmaFn22提示提示(1)小朋友做的是變速圓周運(yùn)動。小朋友做的是變速圓周運(yùn)動。(2)小朋友蕩到最低點(diǎn)時小朋友蕩到最低點(diǎn)時,繩子拉力與重力的合力指向懸繩子拉力與重力的合力指向

10、懸掛點(diǎn)掛點(diǎn),在其他位置在其他位置,合力不指向懸掛點(diǎn)。運(yùn)動過程中公式合力不指向懸掛點(diǎn)。運(yùn)動過程中公式 仍然適用。仍然適用。GT1G2G設(shè)小朋友正在向下加速運(yùn)動設(shè)小朋友正在向下加速運(yùn)動沿著半徑（即垂直于速度）方向：沿著半徑（即垂直于速度）方向：T-G提供小朋友做圓周運(yùn)動的向心力提供小朋友做圓周運(yùn)動的向心力沿著速度方向：沿著速度方向： nF1G1G使小朋友速度增大使小朋友速度增大1.法向方向的力只改變線速度的大小 2.切向方向的力只改變線速度的方向3.勻速圓周運(yùn)動中，向心力合外力，指向圓心；非勻速圓周運(yùn)動中，合外力不等于向心力規(guī)律方法 例例3.如圖所示,一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn),將其拉離豎直位置一個角度后釋放,則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動,運(yùn)動中小球所需的向心力由什么力提供()A.繩的拉力B.重力和繩的拉力的合力C.重力D.繩的拉力和重力沿繩方向的分力的合力解析:小