高中物理-第五章-曲線運動-第七節(jié)-向心力課件-新人教版必修22

1、第一頁，編輯于星期五：十一點 五分。第二頁，編輯于星期五：十一點 五分。*理解向心力的概念*知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，理解公式的確切涵義，并能用來進(jìn)行有關(guān)計算*了解一般曲線運動的處理方法第三頁，編輯于星期五：十一點 五分。第四頁，編輯于星期五：十一點 五分。如以以以下圖所示的“水流星是我國傳統(tǒng)的雜技節(jié)目，演員們把盛有水的容器用繩子拉住在空中如流星般快速擺動，同時表演高難度的動作，容器中的水居然一滴也不流下來你考慮過沒有：(1)“水流星的運動快慢與手中拉力的大小有什么關(guān)系？(2)如果手中的力漸漸減小，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？當(dāng)“水流星轉(zhuǎn)到最高點時，如果突然松手，會發(fā)生什么現(xiàn)象？第五頁，編輯于星期五

2、：十一點 五分。第六頁，編輯于星期五：十一點 五分。第七頁，編輯于星期五：十一點 五分。1做勻速圓周運動的物體具有_，據(jù)牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向_，這個合力叫做_2向心力并不是像重力、_、_那樣作為具有某種_來命名的，它是從力的_命名的3做圓周運動的物體受到如以以下圖的力F，那么物體正在沿圓周做_運動，分力Ft產(chǎn)生圓周_的加速度，簡稱為_分力Fn產(chǎn)生指向_的加速度，這就是_第八頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：1.向心加速度圓心的合力向心力2彈力摩擦力性質(zhì)的力作用效果3加速切線方向切向加速度圓心向心加速度第九頁，編輯于星期五：十一點 五分。第十頁，編輯于星期五：十一點

3、 五分。(1)定義：做圓周運動的物體所受到的沿著半徑指向圓心的合力，叫做向心力(2)向心力的特點：方向時刻在變化，總是與線速度的方向垂直在勻速圓周運動中，向心力大小不變，向心力是變力，是一個按效果命名的力第十一頁，編輯于星期五：十一點 五分。(4)向心力的來源向心力是從力的作用效果命名的，但凡產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力，它可以是重力、彈力等各種性質(zhì)的力，也可以是它們的合力，還可以是某個力的分力當(dāng)物體做勻速圓周運動時，合外力就是向心力；當(dāng)物體做變速圓周運動時，合外力指向圓心的分力就是向心力(5)向心力是變力向心力的方向指向圓心，與線速度方向垂直，方向時刻在改變，故向心力為變

4、力第十二頁，編輯于星期五：十一點 五分。特別提醒：(1)向心力是效果力，由某一個力或者合力、分力提供，對物體受力分析時不能考慮向心力第十三頁，編輯于星期五：十一點 五分。(原創(chuàng)題)如以以下圖，轉(zhuǎn)臺上的人和物體一起隨轉(zhuǎn)臺做勻速圓周運動，那么以下關(guān)于人的受力情況說法正確的選項是()第十四頁，編輯于星期五：十一點 五分。A受重力、支持力和向心力B受重力、支持力和指向圓心的摩擦力C受重力、支持力、摩擦力和向心力D受重力、支持力和與運動方向相反的摩擦力答案：B解析：此題往往選AC，認(rèn)為物體還受向心力，在此題中向心力由靜摩擦力提供.第十五頁，編輯于星期五：十一點 五分。(1)向心力的方向指向圓心，速度方向

5、沿圓弧切線方向，即向心力方向總與速度方向垂直，故其作用只是改變速度的方向，不改變大小；(2)另一方面，勻速圓周運動的速度大小是不改變的，向心力是其合外力，因此向心力的作用只是改變速度的方向，不改變大??；(3)向心力方向總與速度方向垂直，所以向心力對物體不做功，不改變物體的動能第十六頁，編輯于星期五：十一點 五分。(4)質(zhì)點做勻速圓周運動的條件：物體做圓周運動，合力大小不變，方向始終指向圓心第十七頁，編輯于星期五：十一點 五分。(河南南陽市一中0910學(xué)年高一下學(xué)期期中)關(guān)于向心力，以下說法中正確的選項是()A向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的B向心力可以是多個力的合力，也可以

6、是其中一個力或一個力的分力C對穩(wěn)定的圓周運動，向心力是一個恒力D向心力的效果是只改變質(zhì)點的線速度大小答案：AB第十八頁，編輯于星期五：十一點 五分。解析：理解向心力的定義、作用效果，弄清向心力的來源和物體做勻速圓周運動的條件，然后與選項加以比較可作出判斷.第十九頁，編輯于星期五：十一點 五分。(1)“輕繩模型如以以下圖，沒有物體支撐的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點的情況：第二十頁，編輯于星期五：十一點 五分。能通過最高點的條件：當(dāng)vv臨界(當(dāng)vv臨界時繩、軌道對小球分別產(chǎn)生拉力、壓力)時小球?qū)⒆鐾暾膱A周運動不能過最高點的條件：vv臨界(實際上小球還沒到最高點就脫離了軌道)第二十一頁，編

7、輯于星期五：十一點 五分。(2)“輕桿模型如以以下圖，有物體支撐的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動過最高點的情況：第二十二頁，編輯于星期五：十一點 五分。臨界條件：由于硬桿和管壁的支撐作用，小球恰能達(dá)最高點的臨界速度v臨界0.受力特點：av0時，小球受向上的支持力FNmg.第二十三頁，編輯于星期五：十一點 五分。(1)概念：線速度大小改變的圓周運動叫做變速圓周運動(2)受力特點：物體所受的合力F不指向圓心；將F分解為跟圓弧相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn.合力F與速度方向不垂直，它改變了物體速度的大小和方向；合力對物體做功不為零，它改變了物體的動能(3)僅有向心加速度的運動是勻速圓周運動；同時具有

8、向心加速度和切向加速度的運動是變速圓周運動(4)一般的曲線運動：軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動第二十四頁，編輯于星期五：十一點 五分。如以以下圖，一般曲線運動的每一小段都可以看作圓周運動的一局部，所以分析曲線運動某點的情況時，可以采用圓周運動的分析方法處理第二十五頁，編輯于星期五：十一點 五分。特別提醒：變速圓周運動中，合外力沿半徑方向的分力提供向心力，產(chǎn)生向心加速度，只改變速度方向，不改變其大小，合力沿切線方向的分力產(chǎn)生切向加速度，只改變速度大小，而不改變速度的方向第二十六頁，編輯于星期五：十一點 五分。(南宮中學(xué)0910學(xué)年高一下學(xué)期期中)一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，

9、速度逐漸增加選項圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，你認(rèn)為以下選項中正確的選項是()第二十七頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：B解析：汽車做曲線運動時，軌跡應(yīng)位于力F和速度v的方向夾角之間，且向力的一邊彎曲，故A、D錯誤；選項B、C中，將力沿切向和徑向分解，沿半徑方向的分力Fn提供向心力，改變速度的方向；沿切線方向的分力Ft改變速度的大小要使速度增加，F(xiàn)t應(yīng)與v同向，故B正確.第二十八頁，編輯于星期五：十一點 五分。(1)指導(dǎo)思路：但凡做勻速圓周運動的物體一定需要向心力而物體所受外力的合力充當(dāng)向心力，這是處理該類問題的理論根底(2)解題步驟：明確研究對象，對研究對象進(jìn)行受力分析，

10、畫出受力示意圖將物體所受外力通過力的正交分解將其沿徑向和切向分解第二十九頁，編輯于星期五：十一點 五分。第三十頁，編輯于星期五：十一點 五分。第三十一頁，編輯于星期五：十一點 五分。 一只小狗拉著雪橇在水平冰面上沿著圓弧形的道路勻速行駛，以以以下圖為雪橇受到的牽扯引力F及摩擦力F1的示意圖(O為圓心)，其中正確的選項是()第三十二頁，編輯于星期五：十一點 五分。解析：雪橇做勻速圓周運動，牽引力F及摩擦力F1的合力提供向心力，指向圓心，A、B項錯誤，由于雪橇在冰面上滑動，其滑動摩擦力方向必與運動方向相反，即方向應(yīng)為圓的切線方向，所以C項正確，D項錯誤答案：C第三十三頁，編輯于星期五：十一點 五分

11、。 (廣西桂林十八中0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)如以以下圖，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體一起運動，物體所受向心力是由下面哪種力提供的()A重力B彈力C靜摩擦力 D滑動摩擦力答案：B第三十四頁，編輯于星期五：十一點 五分。 長度L0.50m的輕桿OA，A端有一質(zhì)量m3.0kg的小球，如以以下圖，小球以O(shè)點為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動，通過最高點時小球的速率為2m/s(g取10m/s2)，那么此時細(xì)桿OA受到()A6N的拉力 B6N的壓力C24N的拉力 D24N的壓力第三十五頁，編輯于星期五：十一點 五分。第三十六頁，編輯于星期五：十一點 五分。解法二：設(shè)桿對小球的作用力為F(由于方向未知

12、，設(shè)為向下)，如以以下圖，由向心力公式得：第三十七頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：B點評：由于桿既可以提供拉力又可以提供支持力，故求作用力時先利用臨界條件判斷力的方向，或先假設(shè)力朝某一方向，然后根據(jù)所求結(jié)果判斷其實際方向第三十八頁，編輯于星期五：十一點 五分。 (河北正定中學(xué)0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)如以以下圖，將完全相同的兩小球A、B用長L0.8m的細(xì)繩懸于v4m/s向右勻速運動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸，由于某種原因，小車突然停止，此時懸線的拉力之比FAFB_.(g10m/s2)第三十九頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：31第四十頁，編輯于星期五：十一點 五分。 如以以下

13、圖，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，有兩個質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，那么以下說法正確的選項是()第四十一頁，編輯于星期五：十一點 五分。A球A的線速度必定大于球B的線速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的運動周期必定小于球B的運動周期D球A對筒壁的壓力必定大于球B對筒壁的壓力第四十二頁，編輯于星期五：十一點 五分。第四十三頁，編輯于星期五：十一點 五分。由此可見，球的線速度隨軌道半徑的增大而增大，所以A球的線速度必定大于B球的線速度，A選項正確球的角速度隨半徑的增大而減小，周期隨半徑的增大而增大，所以A球的角速度小于B

14、球的角速度，A球的周期大于B球的周期，A球的運動頻率小于B球的運動頻率，B選項正確，C選項不正確答案：AB第四十四頁，編輯于星期五：十一點 五分。點評：(1)A、B兩球的向心加速度、線速度、角速度、周期、頻率等物理量與球的質(zhì)量無關(guān)，在相同的g、的情況下僅由軌道半徑?jīng)Q定(2)由解題過程可見，圓周運動問題屬于一般的動力學(xué)問題，無非是由物體的受力情況確定物體的運動情況，或者由物體的運動情況求解物體的受力情況解題的思路就是，以加速度為紐帶，運用牛頓第二定律和運動學(xué)公式列方程，求解并討論，學(xué)習(xí)者應(yīng)該把已經(jīng)掌握的解決動力學(xué)問題的方法遷移到解決圓周運動的問題中第四十五頁，編輯于星期五：十一點 五分。 (四川

15、綿陽南山中學(xué)0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)如以以下圖，讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點B位置時線被拉斷設(shè)擺線長l1.6m，擺球質(zhì)量為0.5kg，擺線的最大拉力為10N，懸點與地面的豎直高度為H4.0m，不計空氣阻力，g10m/s2.求：第四十六頁，編輯于星期五：十一點 五分。(1)擺球落地時速度的大小；(2)D點到C點的距離第四十七頁，編輯于星期五：十一點 五分。第四十八頁，編輯于星期五：十一點 五分。如以以下圖，細(xì)繩一端系著質(zhì)量M0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m0.3kg的物體，M的中點與圓孔距離為0.2m.并知M和水平面的最大靜摩擦力為2N.現(xiàn)

16、使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動，問角速度在什么范圍m會處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10m/s2)第四十九頁，編輯于星期五：十一點 五分。解析：設(shè)物體M和水平面保持相對靜止，當(dāng)具有最小值時，M有向圓心運動的趨勢所以M受到的靜摩擦力方向沿半徑向外，且等于最大靜摩擦力，隔離M分析受力有第五十頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：2.9rad/s6.5rad/s點評：應(yīng)取物體M研究，物體M隨盤轉(zhuǎn)動的向心力應(yīng)由繩的拉力和盤面的摩擦力提供，摩擦力可能為零，可能指向圓心，也可能背離圓心，繩的拉力T總等于重力mg.第五十一頁，編輯于星期五：十一點 五分。 (北京育才中學(xué)0809學(xué)年高一下學(xué)期期中)如以以下圖，小球m在豎直放置

17、的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，以下說法中正確的有()第五十二頁，編輯于星期五：十一點 五分。B小球通過最高點的最小速度為0C小球在水平線ab以下管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力D小球在水平線ab以上管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球一定有作用力答案：BC第五十三頁，編輯于星期五：十一點 五分。 向空間開展最具可能的是在太陽系內(nèi)地球附近建立“太空城如以以下圖是設(shè)想中的一個太空城，長1600m，直徑200m，上下分層，窗口和人造陸地交錯分布，“陸地上土壤厚1.5m，窗外有巨大鋁制反射鏡可調(diào)節(jié)陽光射入太陽城內(nèi)空氣、水、食品和土壤最初可從地球、月球運送，以后那么在太空城內(nèi)形成與地球相同的生態(tài)環(huán)境第五十四頁，編輯于星期五：十一點 五分。為使太空城的居民能如同在地球上一樣具有“重力，以適應(yīng)人類在地球上的行為習(xí)慣，太空城在電力驅(qū)動下繞自己的中心軸以一定角速度轉(zhuǎn)動，試求其自轉(zhuǎn)的速度第五十五頁，編輯于星期五：十一點 五分。答案：3r/min第五十六頁，編輯于星期五：十一點 五分。 在2007年6月9日，美國阿