【世紀(jì)金榜】高中物理 5.6向心力（情境互動(dòng)課型）課件 新人教必修2

6向心力11.小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，你牽繩的手有什么感覺？2.如果突然松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？21.小球在杯中做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，你握杯的手有什么感覺？2.如果突然將杯子提開，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？3物體能夠做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，必定存在加速度，一定受到力的作用，那么上述的物體受幾個(gè)力，所受的外力有何特點(diǎn)？41.知道什么是向心力，理解它是一種效果力。知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。2.理解向心力公式的確切含義，并能分析一些典型圓周運(yùn)動(dòng)的受力情況。3.理解變速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力與向心力的關(guān)系。（重點(diǎn)）（難點(diǎn)）5GFNFOFFFvvvO結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力指向圓心，且與______垂直速度vFN與G相平衡，所以合力為F.小球受哪些力作用？合力沿什么方向？合力方向與速度方向有什么關(guān)系？探究一：探究小球受力情況6一、向心力的特點(diǎn)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（或產(chǎn)生向心加速度）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)合力叫作向心力。向心力是恒力嗎？向心力是物體的真實(shí)受力嗎？7情景1.使轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體也隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)與物體間沒有相對(duì)滑動(dòng)。你可以分析物體受到的力嗎？物體受重力、支持力、靜摩擦力。合外力作用效果與靜摩擦力作用效果相同，方向指向圓心。

FNGFf探究二、探究向心力的來源什么力提供向心力？8GFfFN豎直方向：Ff＝G水平方向：F合=FNFN提供向心力，即合力提供向心力情景2.使圓筒勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圓筒內(nèi)壁上的物體也隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓筒與物體間沒有相對(duì)滑動(dòng)。你可以分析物體受到的力嗎？9θωθm豎直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mgtanθOrmgFNF合什么力提供向心力？情景3.光滑小球在漏斗狀容器內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，你可以分析物體受到的力嗎？10探究究歸歸納納：：⑴向向心心力力是是根根據(jù)據(jù)效效果果命命名名的的力力，，并并不不是是一一種種新新的的性質(zhì)質(zhì)的的力力。。⑵向向心心力力的的來來源源：：可可以以是是重重力力、、彈彈力力、、摩摩擦擦力力等等各各種種性性質(zhì)質(zhì)的的力力，，也也可可以以是是幾幾個(gè)個(gè)力力的的合合力力，，還還可可以以是是某某個(gè)個(gè)力力的的分分力力。。物體體做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)時(shí)，，由由合合力力提提供供向向心心力力。。關(guān)于向心心力的來來源，你你有什么么發(fā)現(xiàn)？？二、向心心力的來來源111.明確研究究對(duì)象。。2.確定圓周周運(yùn)動(dòng)所所在的平平面，明明確圓周周運(yùn)動(dòng)的的軌跡、、半徑及圓圓心位置置。3.進(jìn)行受力力分析，，分析指指向圓心心方向的的合力即即向心力力。分析圓周周運(yùn)動(dòng)的的受力問問題時(shí)，，你認(rèn)為為應(yīng)怎樣樣分析？？【方法總結(jié)結(jié)】分析向心心力來源源的思路路12O'ωωOθlmOrFTmgF合mgF合F【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練練1】請(qǐng)分析以以下圓周周運(yùn)動(dòng)的的向心力力的來源源。拉力FT和重力mg的合力提提供向心心力空氣的作作用力與與重力的的合力提提供向心心力13感受向心心力14探究三：：探究向向心力的的表達(dá)式式1.實(shí)驗(yàn)器材材有哪些些？2.簡述實(shí)驗(yàn)驗(yàn)原理（（怎樣達(dá)達(dá)到驗(yàn)證證的目的的）。3.實(shí)驗(yàn)過程程中要注注意什么么？需測測量哪些些物理量量（記錄錄哪些數(shù)數(shù)據(jù)）？？4.實(shí)驗(yàn)過程程中產(chǎn)生生誤差的的原因主主要有哪哪些？方案1.用圓錐擺擺粗略探探究15m(kg)

d1(m)

d2(m)

d=d1-d2(m)

T(s)

r(m)

Fn=4mπ2r/T2

F合=mgtanθ

注：d1指懸掛點(diǎn)點(diǎn)到紙面面的距離離,d2指球心到到紙面的的距離，，d指懸掛點(diǎn)點(diǎn)到球心心的距離離。設(shè)計(jì)表格格，記錄錄數(shù)據(jù)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)表表格用來來記錄數(shù)數(shù)據(jù)1617方案2.用向心力力演示器器探究18【探究歸納納】三、向心心力的大大小:向心力Fn與物體質(zhì)質(zhì)量m、圓周半半徑r和角速度度ω都有關(guān)系系：Fn＝mrω2根據(jù)推推導(dǎo)導(dǎo)出向心心力的另另一表達(dá)達(dá)式：19【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練練2】小球做圓圓錐擺時(shí)時(shí)，細(xì)繩繩長L，與豎直直方向成成θ角，求小小球做勻勻速圓周周運(yùn)動(dòng)的的角速度度ω。O′OmgFTFθL小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由牛頓第二定律：即：R解析：小球的向向心力由由FT和G的合力提供供解題關(guān)鍵：：1準(zhǔn)確分析小小球受力情情況2.沿半徑方向向的合力提提供向心力力3.與轉(zhuǎn)動(dòng)平面面垂直方向向上合力為為零20【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3】如圖，半徑徑為r的圓筒繞豎豎直中心軸軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小小橡皮塊緊緊貼在圓筒筒內(nèi)壁上，，它與圓筒筒的摩擦因因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小小橡皮不落落下，則圓圓筒的角速速度至少多多大？解析：小橡皮受力力分析如圖圖。小橡皮恰不不下落時(shí)，，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力力公式：FN=mω2r解以上各式式得：GFfFN互動(dòng)探究：：增加圓筒筒轉(zhuǎn)速，若小橡皮塊塊仍與轉(zhuǎn)筒筒相對(duì)靜止止，小橡皮塊受受到的摩擦擦力如何變變化？21【拓展思考1】力與速度的的夾角與速速度大小變變化之間有有什么關(guān)系系？①力與速度度同向時(shí)，，力只改變變速度大小小，不改變變速度方向向。②力與速度度垂直時(shí)，，力只改變變速度方向向，不改變變速度大小小。③力與速度度成其他任任意角度時(shí)時(shí)，根據(jù)力力的分解與與合成將力力分解到速速度所在直直線和與速速度垂直的的直線上，，則力既改改變速度大大小，同時(shí)時(shí)也改變速速度方向。。探究四、變變速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)和一般般曲線運(yùn)動(dòng)動(dòng)22【拓展思考考2】1.變速圓圓周運(yùn)動(dòng)的的合外力也也指向圓心心嗎？變速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)的速度度大小是怎怎么改變的的？2.怎么分分析研究一一般的曲線線運(yùn)動(dòng)？23做變速圓周周運(yùn)動(dòng)的物物體所受的的力FFnFt結(jié)論：同時(shí)具有向向心加速度度和切向加加速度的圓圓周運(yùn)動(dòng)就就是變速圓圓周運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)切向加加速度為零零。加速Ft——切向分力，，它產(chǎn)生切切向加速度度，改變速速度的大小小。Fn——向心分力，，它產(chǎn)生向向心加速度度，改變速速度的方向向。24把一般曲線線分割為許許多極短的的小段，每每一段都可可以看作一一小段圓弧弧，而這些些圓弧的彎彎曲程度不不一樣，表表明它們具具有不同的的曲率半徑徑。在注意意到這點(diǎn)區(qū)區(qū)別之后，，分析質(zhì)點(diǎn)點(diǎn)經(jīng)過曲線線上某位置置的運(yùn)動(dòng)時(shí)時(shí)，就可以以采用圓周周運(yùn)動(dòng)的分分析方法對(duì)對(duì)一般曲線線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行行處理了。。r1r2【方法法總總結(jié)結(jié)】處理理一一般般曲曲線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的方方法法253.向心心力力的的大大小小2.向心心力力的的作作用用效效果果：：1.向心心力力的的方方向向：：4.變速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)中中的的合合力力并并非非向向心心力力Fn=m

v2rFn=m

rω2Fn

=m

r

4π2T

2在勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)中中合合力力充充當(dāng)當(dāng)向向心心力力指向向圓圓心心改變變速速度度的的方方向向261.下列列關(guān)關(guān)于于做做勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的物物體體所所受受的的向向心心力力的的說法法中中，，正正確確的的是是（（））A．物物體體除除受受到到其其他他的的力力外外還還要要受受到到一一個(gè)個(gè)向向心心力力B．物體所受的的合外力提供供向心力C．向心力是一一個(gè)恒力D．向心力的大大小一直在變變化B272.做勻速圓圓周運(yùn)動(dòng)的物物體，其加速速度的數(shù)值必定（））A．跟其角速速度的平方成成正比B.跟其線線速度的平方方成正比C．跟其運(yùn)動(dòng)動(dòng)的半徑成反反比D．跟其運(yùn)動(dòng)動(dòng)的線速度和和角速度的乘乘積成正比解題關(guān)鍵：若若成正比，應(yīng)應(yīng)滿足y=kx形式，其中k為定值值，若成反比比，應(yīng)滿足y=其中a為定值值。D283.甲乙兩物物體都做勻速速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為為1∶2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比比為1∶2,在相同時(shí)間內(nèi)內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周。則它們的的向心力之比比