(新教材)人教版高中物理必修第二冊(cè)：6.2-向心力-精品教學(xué)課件

1、第2節(jié) 向心力1. 了解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的作用效果命名的。2. 體驗(yàn)向心力的存在，會(huì)分析向心力的來(lái)源。3. 掌握向心力的表達(dá)式，計(jì)算簡(jiǎn)單情景中的向心力。4. 從牛頓第二定律角度理解向心力表達(dá)式。5. 初步了解“圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”的原理。6. 會(huì)測(cè)量、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)論。學(xué)習(xí)目標(biāo)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、桌面的支持力和繩子的拉力。重力和支持力相互抵消，合力為繩子的拉力，沿著繩子指向圓心。輕繩栓一小球,在光滑桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)GFNF向心力總指向圓心，沿半徑方向與線(xiàn)速度垂直，方向不斷變化只改變線(xiàn)速度的方向，不改變線(xiàn)速度的大

2、小做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)力叫做向心力向心力是恒力嗎？2、方向特點(diǎn)：3、效果：1、定義：OF引F合F引 Fn在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力提供向心力向心力的來(lái)源分析向心力的來(lái)源分析OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg向心力的來(lái)源分析TGF合總結(jié):物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)由合力提供向心力.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.向心力的來(lái)源幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力圖FNmgF靜 轉(zhuǎn)盤(pán)幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力圖OOFTmgF合 圓 錐 擺物塊隨著圓桶一起勻

3、速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),物塊的受力?桶對(duì)物塊的支持力提供向心力GfFN幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力圖F合OOR mmOrmgNmgNF合Fn= F合沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球幾種常見(jiàn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力圖向心力表達(dá)式:用圓錐擺驗(yàn)證1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？鋼球、細(xì)線(xiàn)、白紙、秒表、直尺rOO lhFTGF合3、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測(cè)量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m v2r從運(yùn)動(dòng)的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F合 進(jìn)行比較驗(yàn)證：g/h=(2n/t)2轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時(shí)間t、h注意事項(xiàng)rOO lh1、h 并不等于紙面距懸點(diǎn)的高度2、小球與紙面不能接觸3、測(cè)

4、t 時(shí)不能太久4、啟動(dòng)小球時(shí)應(yīng)確保小球做的是 勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄物理量hntg/h(2n/t)2第一次第二次第三次驗(yàn)證：g/h=(2n/t)2變速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力提供向心力，方向始終指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。OOFnF合vFnvF合速度增大的圓周運(yùn)動(dòng)速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)GNF變速圓周運(yùn)動(dòng)合力全部提供向心力合力部分提供向心力OFnFF合v一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線(xiàn)也不是圓周的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可以稱(chēng)為一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。r1r2一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)各個(gè)地方的彎曲程度不一樣

5、，如何研究？把一般曲線(xiàn)分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。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。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線(xiàn)上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。3、向心力的大小2、向心力的作用效果：1、向心力的方向：4、變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合力充當(dāng)向心力指向圓心改變速度的方向小結(jié)Fn=m v2rFn=m 2rFn =m r 42T 2?？碱}型題組一向心力的理解題1 2019陜西長(zhǎng)安一中高一檢測(cè)如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放著一枚硬幣，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，硬幣沒(méi)有滑動(dòng)，關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況，下列說(shuō)法正確的是（）A.受重力和臺(tái)面的支持力B

6、.受重力、臺(tái)面的支持力和向心力C.受重力、臺(tái)面的支持力、向心力和靜摩擦力D.受重力、臺(tái)面的支持力和靜摩擦力【思路點(diǎn)撥】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力等于向心力，指向圓心。【解析】硬幣做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合力指向圓心，對(duì)硬幣受力分析，受重力、支持力和靜摩擦力，如圖所示，重力和支持力平衡，靜摩擦力提供向心力。D題2江蘇卷某同學(xué)為感受向心力的大小與哪些因素有關(guān)，做了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)：繩的一端拴一小球，手牽著在空中甩動(dòng)，使小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示），則下列說(shuō)法中正確的是（）A.保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將不變B.保持繩長(zhǎng)不變，增大角速度，繩對(duì)手的拉力將增大C.保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將

7、不變D.保持角速度不變，增大繩長(zhǎng)，繩對(duì)手的拉力將減小B題32019廣東陽(yáng)春一中高一檢測(cè) 多選如圖所示為游樂(lè)園中的“空中飛椅”設(shè)施，游客乘坐飛椅從啟動(dòng)，勻速旋轉(zhuǎn)，再到逐漸停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.游客和飛椅的向心力等于連接飛椅的繩子的拉力B.游客所受的合外力可能大于游客的向心力C.當(dāng)游客做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力的方向總是與速度方向垂直D.當(dāng)游客做速率減小的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合外力的方向一定與速度方向相反BC題4多選如圖所示，一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，提供運(yùn)動(dòng)中小球所需向心力的是（）A.繩的拉力B.重力和繩拉力的合力

8、C.重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D.繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力CD題52019廣東潮陽(yáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)校高一檢測(cè)多選如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線(xiàn)垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，有兩個(gè)小球A和B緊貼內(nèi)壁，且A球的質(zhì)量為B球的2倍，分別在如圖所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.A球的線(xiàn)速度大于B球的線(xiàn)速度B.A球的角速度小于B球的角速度C.A球運(yùn)動(dòng)周期小于B球運(yùn)動(dòng)周期D.A球?qū)ν脖诘膲毫π∮贐球?qū)ν脖诘膲毫︻}組二向心力的來(lái)源與計(jì)算ABC題7 2019河南安陽(yáng)三十六中高一檢測(cè)多選如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。當(dāng)圓筒的角速度增大以后，下列說(shuō)法正確的是（）A

9、.物體所受彈力增大，摩擦力增大B.物體所受彈力增大，摩擦力不變C.物體所受彈力和加速度都增大D.物體所受彈力增大，摩擦力減小BC題82019云南宣威九中高一檢測(cè)多選如圖所示，A、B兩個(gè)小球質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點(diǎn)和B點(diǎn)，讓兩個(gè)小球繞O點(diǎn)在光滑水平桌面上以相同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若OB繩上的拉力為F1，AB繩上的拉力為F2，OB=AB，則（）A.A球所受向心力為F1，B球所受向心力為F2B.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1C.A球所受向心力為F2，B球所受向心力為F1-F2D.F1F2=32CD題9 2019西安高三二模多選如圖所示，轉(zhuǎn)臺(tái)上固定有一長(zhǎng)

10、為4L的水平光滑細(xì)桿，兩個(gè)中心有孔的小球A、B從細(xì)桿穿過(guò)并用原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕彈簧連接起來(lái)，小球A、B的質(zhì)量分別為3m、2m。豎直轉(zhuǎn)軸處于轉(zhuǎn)臺(tái)及細(xì)桿的中心軸線(xiàn)上，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（）A.小球A、B受到的向心力之比為32B.當(dāng)輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?L時(shí)，小球A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為1.5LC.當(dāng)輕彈簧長(zhǎng)度變?yōu)?L時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則彈簧的勁度系數(shù)為1.8m2D.如果角速度逐漸增大，則小球B先接觸轉(zhuǎn)臺(tái)邊沿CD題10 2019四川綿陽(yáng)南山中學(xué)高一檢測(cè)有一種雜技表演叫“飛車(chē)走壁”，由雜技演員駕駛摩托車(chē)沿光滑圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛，在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中粗線(xiàn)圓表示摩托車(chē)的行駛軌跡，軌跡離地面的高

11、度為h。如果增大高度h，則下列關(guān)于摩托車(chē)的說(shuō)法正確的是（）A.對(duì)側(cè)壁的壓力FN增大B.做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T不變C.做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fn增大D.做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度增大D題112019河北唐山一中高一檢測(cè)如圖所示，是“用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式”的實(shí)驗(yàn)，細(xì)線(xiàn)下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線(xiàn)上端固定。將畫(huà)著幾個(gè)同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時(shí)恰好位于圓心?，F(xiàn)設(shè)法使鋼球沿紙上的某個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用秒表記下鋼球運(yùn)動(dòng)n圈的時(shí)間t。（2）通過(guò)紙上的圓測(cè)出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，并用天平測(cè)出鋼球質(zhì)量m。（3）測(cè)出懸點(diǎn)到球心的豎直高度h，用上述測(cè)得的量分別表示鋼球所需要向心力的表達(dá)式F1=，鋼球所受合力的表達(dá)式F2=。下面是一次實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，代入上式計(jì)算結(jié)果F1=N，F(xiàn)2= N，圖中細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角 比較小，可認(rèn)為tan =sin 。（g取9.80 m/s2，29.86，計(jì)算結(jié)果保留三位小數(shù)）題組三實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系0.101m/kgr/mn/轉(zhuǎn)t/sh/m0.2000.0505099.01.00（4）在誤差允許的范圍內(nèi)，可認(rèn)為F1F2（選填“=”“”或“m2，搖動(dòng)手柄，