人教版-高中物理-必修2-第五章-曲線運動第六節(jié)向心力-課件

F彈mgFN豎直方向：FN＝mg水平方向：F合=F彈=Fn=mω2r幾種常見的圓周運動ωmgFN物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動rF靜豎直方向：FN＝mg水平方向：F合=F靜=Fn=mω2rGFfFN豎直方向：Ff＝mg水平方向：F合=FN=Fn=mω2r豎直方向：FTcosθ＝mg水平方向：F合=FTsinθ=Fn=mω2lsinθO'ωOθlmFTmgF合O'ORθωm豎直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=FNsinθ=Fn=mω2RsinθmgFNF合θωθmOrmgFNF合豎直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=FNsinθ=Fn=mω2r例：(2014·張家口高一期中)質(zhì)量分別為M和m的兩個小球，分別用長2l和l的輕繩拴在同一轉(zhuǎn)軸上，當轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定轉(zhuǎn)動時，質(zhì)量為M和m的小球的懸線與豎直方向夾角分別為α和β，如圖所示，則(

)三、勻速圓周運動的特點及解題方法1.質(zhì)點做勻速圓周運動的條件：合力的大小不變，方向始終與速度方向垂直且指向圓心（加速度指向圓心）2.勻速圓周運動的特點（1）線速度大小不變、方向時刻改變（2）角速度、周期、頻率恒定不變（3）向心加速度和向心力的大小都恒定不變，但方向時刻改變3、分析圓周運動的步驟：（1）明確研究對象（2）確定圓周運動所在的平面，明確圓周運動的軌跡、半徑及圓心位置（3）進行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力。四、變速圓周運動

1.因為法向分力的作用效果不改變速度大小，只改變速度方向，這是物體做圓周運動的原因，我們把這個力也叫做向心力，它產(chǎn)生的加速度也叫做向心加速度。切向分力產(chǎn)生的加速度叫做切向加速度。2.運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般曲線運動。一般曲線運動各個地方的彎曲程度不一樣，如何研究？把一般曲線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)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進行處理。五、圓周運動的臨界問題例：原長為L的輕彈簧一端固定一小鐵塊，另一端連接在豎直軸OO′上，小鐵塊放在水平圓盤上，若圓盤靜止，把彈簧拉長后將小鐵塊放在圓盤上，使小鐵塊能保持靜止的彈簧的最大長度為5L/4.現(xiàn)將彈簧長度拉長到6L/5后，把小鐵塊放在圓盤上，在這種情況下，圓盤繞中心軸OO′以一定角速度勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示．已知小鐵塊的質(zhì)量為m，為使小鐵塊不在圓盤上滑動，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω最大不得超過多少？1.向心力的概念：指向圓心的合外力。2.向心力的方向：總是指向圓心，與速度垂直，時刻變化3.向心力的效果：只改變速度方向，不改變速度大小4.向心力的來源：可以由重力、彈力、摩擦力中的某一個力，或是某個力的分力，或幾個力的合力所提供。說明：向心力是根據(jù)效果命名的合外力，受力分析時不加向心力

5.大?。捍鸢福築1.下列關(guān)于做勻速圓周運動的物體所受的向心力的說法中，正確的是（）A．物體除受到其他的力外還要受到一個向心力B．物體所受的合外力提供向心力C．向心力是一個恒力D．向心力的大小一直在變化2.做勻速圓周運動的物體，其加速度的數(shù)值必定A．跟其角速度的平方成正比B.跟其線速度的平方成正比C．跟其運動的半徑成反比D．跟其運動的線速度和角速度的乘積成正比答案：D3.甲乙兩物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同時間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周。則它們的向心力之比為（）A.1∶4B.2∶3C.4∶9 D.9∶16答案：C4.一個小球在豎直放置的光滑圓環(huán)的內(nèi)側(cè)槽內(nèi)做圓周運動，如圖所示，則關(guān)于小球加速度的方向的說法中正確的是（）A．一定指向圓心B．一定不指向圓心C．只有在最高點和最低點時指向圓心D．不能確定是否指向圓心答案：Av5.長度為L=0.5m的輕質(zhì)細桿OA，A端有一質(zhì)量為m=3.0kg的小球，如圖所示，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是2.0m/s，g取10m/s2，則此時細桿OA受到（）A．6.0N的拉力B．6.0N的壓力C．24N的拉力D．24N的壓力B課標解讀重點難點1.理解向心力的概念及其表達式的含義．2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算．3.知道在變速圓周運動中向心力為合力沿半徑方向的分力.1.理解向心力是效果力，會分析向心力的來源．(重點)2.向心力的計算公式．(重點)3.勻速圓周運動與非勻速圓周運動中向心力的不同．(難點)一、向心力F合＝Fn2.方向：始終指向圓心且與速度方向垂直;時刻變化3.作用：只改變線速度的方向（或產(chǎn)生向心加速度）1.定義：物體做勻速圓周運動所受力的合力始終指向圓心，這個合力叫做向心力（用Fn表示）。4.來源：向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它不是具有確定性質(zhì)的某種力。它可以是某一個力，或者是幾個力的合力來提供。5.向心力的大小Fn=m

v2rFn=m

rω2F合＝man當m、v不變時，F(xiàn)n與r成反比；當m、r不變時，F(xiàn)n與v成正比。當m、ω不變時，F(xiàn)n與r成正比；當m、r不變時，F(xiàn)n與ω成正比。F合＝Fnan

=v2r思考：1.向心力大小與多個物理量有關(guān)，在分析向心力與某一物理量的關(guān)系時，要注意什么？2.能否利用實驗粗略地驗證向心力的表達式？第六節(jié)向心力1、知識與技能（1）理解向心力的概念及其表達式的確切含義；（2）知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算；（3）知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度。2、過程與方法（1）通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并具體“做一做”來理解公式的含義。（2）進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點。3、情感、態(tài)度與價值觀（1）在實驗中，培養(yǎng)學生動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。（2）感受成功的快樂，體會實驗的意義，激發(fā)學習物理的興趣。1、實驗的基本原理？從運動的角度求得Fn；從受力的角度求得F合；將Fn和F合進行比較2、實驗需要的器材？鋼球、細線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=mv2r實驗探究3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？m？r？v？θ？m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時間t、h1、h并不等于紙面距懸點的高度2、小球與紙面不能接觸3、測