2021年高中物理曲線運動6向心力課件人教版必修2

2021年高中物理曲線運動6向心力課件人教版必修2REPORTING目錄曲線運動與向心力概述物體做曲線運動條件分析向心力公式推導(dǎo)與應(yīng)用圓周運動實例分析向心力與日常生活聯(lián)系實驗：探究向心力大小與質(zhì)量、速度和半徑關(guān)系PART01曲線運動與向心力概述REPORTING運動方向時刻改變，即速度方向不斷變化。曲線運動特點曲線運動定義：物體沿曲線軌跡進(jìn)行的運動稱為曲線運動。運動軌跡為曲線。加速度方向與速度方向不在同一直線上。曲線運動定義及特點0103020405向心力作用改變物體運動方向，使物體沿曲線軌跡運動。向心力大小與物體質(zhì)量、速度及曲率半徑有關(guān)。維持物體在曲線軌跡上的穩(wěn)定運動。向心力概念：物體做曲線運動時，指向曲線凹側(cè)并沿半徑方向的力稱為向心力。向心力概念及作用曲線運動軌跡為曲線。直線運動軌跡為直線。曲線運動與直線運動比較曲線運動方向時刻改變，沿切線方向。直線運動方向保持不變。曲線運動與直線運動比較加速度方向與速度方向不在同一直線上，指向曲線凹側(cè)。曲線運動加速度方向與速度方向在同一直線上。直線運動曲線運動與直線運動比較物體受到與速度方向不在同一直線上的力作用，需要向心力來維持運動。曲線運動物體受到與速度方向在同一直線上的力作用，無需向心力。直線運動曲線運動與直線運動比較PART02物體做曲線運動條件分析REPORTING當(dāng)物體所受的合外力的方向與其初速度方向不在同一直線上時，物體將做曲線運動。這是因為合外力會改變物體的速度方向，使其沿著一條曲線軌跡運動。初速度方向與合外力方向不在同一直線上合外力方向與速度方向的夾角決定了曲線運動的彎曲程度和運動軌跡的形狀。當(dāng)夾角為銳角時，物體做向心曲線運動；當(dāng)夾角為鈍角時，物體做離心曲線運動。合外力方向與速度方向夾角初速度方向與合外力方向關(guān)系觀察初速度與合外力的方向通過觀察或分析物體的初速度方向和所受的合外力方向，可以判斷物體是否將做曲線運動。判斷合外力是否為零如果物體所受的合外力為零，則物體將保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)。如果合外力不為零，則需要進(jìn)一步觀察合外力與初速度的方向關(guān)系。物體做曲線運動條件判斷方法VS平拋運動是一種典型的曲線運動，其中物體以一定的初速度水平拋出，并在重力的作用下沿拋物線軌跡運動。通過分析平拋運動的受力情況和運動軌跡，可以深入理解曲線運動的條件和特點。圓周運動圓周運動是另一種常見的曲線運動，其中物體沿著一個圓周軌跡運動。向心力是維持物體做圓周運動的必要條件，通過分析向心力的來源和作用，可以進(jìn)一步理解曲線運動的本質(zhì)和規(guī)律。平拋運動典型案例分析PART03向心力公式推導(dǎo)與應(yīng)用REPORTING

向心力公式推導(dǎo)過程勻速圓周運動實例分析通過實例引入勻速圓周運動的概念，分析勻速圓周運動的特征，如速度大小不變、方向時刻改變等。向心力的定義闡述向心力的概念，即指向圓心且與物體運動方向垂直的力，是改變物體運動方向的原因。向心力公式推導(dǎo)根據(jù)牛頓第二定律和勻速圓周運動的特征，推導(dǎo)出向心力的公式，即F=mv2/r或F=mω2r。向心力大小計算步驟介紹計算向心力大小的步驟，包括確定物體質(zhì)量、速度和半徑等物理量，代入向心力公式進(jìn)行計算。實例分析通過實例分析，加深對向心力大小計算方法的理解和應(yīng)用。質(zhì)量、速度、半徑關(guān)系分析物體質(zhì)量、速度、半徑與向心力大小的關(guān)系，理解各物理量對向心力大小的影響。向心力大小計算方法123闡述在勻速圓周運動中，向心力是維持物體做勻速圓周運動的原因，分析向心力的來源和作用。勻速圓周運動中的向心力分析在變速圓周運動中，向心力的變化情況和作用，理解變速圓周運動的特征和規(guī)律。變速圓周運動中的向心力介紹向心力在生活中的應(yīng)用實例，如汽車轉(zhuǎn)彎、摩天輪旋轉(zhuǎn)等，加深對向心力的理解和應(yīng)用。向心力在生活中的應(yīng)用向心力在圓周運動中應(yīng)用PART04圓周運動實例分析REPORTING物體在圓周上各點的速率保持不變，即線速度大小不變。勻速性向心性周期性物體所受合力始終指向圓心，提供向心力，使物體保持圓周運動。勻速圓周運動具有周期性，即物體在相等時間內(nèi)通過的弧長相等。030201勻速圓周運動特點物體在圓周不同位置的速度大小和方向均可能發(fā)生變化。速度變化由于速度變化，導(dǎo)致加速度的大小和方向也發(fā)生變化。加速度不恒定變速圓周運動的合力不僅提供向心力，還有切線方向的力，改變物體的速度大小。合力不指向圓心變速圓周運動特點游樂園中的旋轉(zhuǎn)木馬是勻速圓周運動的典型應(yīng)用，乘客在旋轉(zhuǎn)過程中體驗到的離心力和向心力的平衡。旋轉(zhuǎn)木馬汽車在轉(zhuǎn)彎時做變速圓周運動，駕駛員通過控制方向盤和油門剎車來調(diào)整車輛的行駛軌跡和速度。汽車轉(zhuǎn)彎行星繞太陽的運動、衛(wèi)星繞地球的運動等都屬于圓周運動范疇，這些運動遵循萬有引力定律和開普勒定律。天體運動圓周運動在生活中的應(yīng)用PART05向心力與日常生活聯(lián)系REPORTING影響因素汽車轉(zhuǎn)彎時的速度、轉(zhuǎn)彎半徑、路面摩擦系數(shù)等都會影響向心力的大小。向心力來源汽車轉(zhuǎn)彎時，向心力主要由車輪與地面之間的靜摩擦力提供。安全考慮為確保安全，汽車轉(zhuǎn)彎時應(yīng)控制速度，避免過快導(dǎo)致向心力不足，造成側(cè)滑或翻車。汽車轉(zhuǎn)彎時向心力分析火車轉(zhuǎn)彎時，向心力主要由外軌對車輪的側(cè)壓力提供。向心力來源火車轉(zhuǎn)彎時的速度、轉(zhuǎn)彎半徑、軌道傾斜角度等都會影響向心力的大小。影響因素為確保安全，火車轉(zhuǎn)彎時應(yīng)控制速度，避免過快導(dǎo)致向心力不足，造成脫軌事故。安全考慮火車轉(zhuǎn)彎時向心力分析向心力來源01飛機(jī)起飛和降落時，向心力主要由機(jī)翼產(chǎn)生的升力提供。影響因素02飛機(jī)起飛和降落時的速度、機(jī)翼形狀、空氣密度等都會影響向心力的大小。安全考慮03為確保安全，飛機(jī)起飛和降落時應(yīng)控制速度，保持適當(dāng)?shù)纳Γ苊膺^快或過慢導(dǎo)致失速或墜機(jī)事故。同時，飛行員需要熟練掌握飛行技巧，確保在復(fù)雜氣象條件下也能安全起降。飛機(jī)起飛和降落時向心力分析PART06實驗：探究向心力大小與質(zhì)量、速度和半徑關(guān)系REPORTING實驗?zāi)康暮驮韺嶒災(zāi)康耐ㄟ^實驗探究向心力大小與質(zhì)量、速度和半徑之間的關(guān)系，驗證向心力公式F=mv2/r。實驗原理當(dāng)物體做勻速圓周運動時，受到的合力指向圓心，稱為向心力。向心力的大小與物體的質(zhì)量、速度和半徑有關(guān)，滿足公式F=mv2/r。實驗器材：向心力演示儀、小球、細(xì)繩、天平、測量尺、秒表等。實驗器材和步驟實驗步驟1.安裝好向心力演示儀，調(diào)整儀器水平。2.用天平測量小球的質(zhì)量m，并記錄在實驗報告中。實驗器材和步驟3.將小球用細(xì)繩系住，懸掛在向心力演示儀的轉(zhuǎn)盤上，調(diào)整轉(zhuǎn)盤高度使小球恰好與轉(zhuǎn)盤接觸。5.改變轉(zhuǎn)盤的角速度ω，重復(fù)步驟4多次，記錄每次實驗的數(shù)據(jù)。4.使轉(zhuǎn)盤以一定的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，記錄此時細(xì)繩與豎直方向的夾角θ。6.改變小球的質(zhì)量m和細(xì)繩的長度l（即改變半徑r），重復(fù)步驟4和5。實驗器材和步驟根據(jù)實驗記錄的數(shù)據(jù)，計算每次實驗中小球的線速度v（v=ωr）、向心力F（F=mgtanθ）以及向心加速度a（a=v2/r）。利用Excel等數(shù)據(jù)處理軟件，繪制出F-m、F-v2和F-1/r的圖像，觀察圖像的形狀和趨勢，分析向心力與質(zhì)量、速度和半徑之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理和分析方法數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)處理實驗結(jié)論：通過實驗數(shù)據(jù)分析和圖像繪制，可以得出以下結(jié)論1.向心力F與質(zhì)量m成正比；2.向心力F與速度v的平方成正比；實驗結(jié)論和誤差分析3.向心力F與半徑r成反比。這些結(jié)論驗證了向心力公式F=mv2/r的正確性。誤差分析：在