高中物理必修一 向心力课件

5.6高中物理必修一向心力这些物体为什么会做圆周运动？高中物理必修一向心力所受合外力__________零【复习】◆什么是匀速圆周运动？◆“匀速”的含义是什么？匀速圆周运动是___速曲线运动变一定不等于一定具有______。加速度

那么物体所受的合外力有何特点？

加速度又怎样呢？高中物理必修一向心力观察高中物理必修一向心力一、感受向心力阅读课本《观察与思考》：看看想想◆牵绳的手有什么感觉？◆如果松手，将会发生什么现象？◆增大或减小小物体的线速度，手的感觉有什么感觉？受到一个拉力的作用，且力的方向____变化不断高中物理必修一向心力OGNF小球受力分析：

OOFFFVVVO结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向

圆心，且与速度垂直，这个指向圆心的合力就叫做向心力。F向=F合=F高中物理必修一向心力vFvFvF人造卫星绕地球运行高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动F向=F合=Ff由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff

ωOGFNFf小球向心力的来源?匀速圆周运动实例分析——向心力的来源高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？想一想rθOGF合F结论:向心力由拉力F和重力G的合力提供高中物理必修一向心力总结：⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。

物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。高中物理必修一向心力小结分析向心力来源的思路1.明确研究对象2.确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置3.进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。高中物理必修一向心力O'ORθωmmgFNF合F合＝mgtanθ竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mω2Rsinθ沿光滑碗内壁做圆周运动的小球高中物理必修一向心力GFfFNω讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。匀速圆周运动实例分析——向心力的来源高中物理必修一向心力向心力的大小与哪些物理量有关呢？思考讨论高中物理必修一向心力一.用向心力演示器验证方法:控制变量法(F与m,r,ω)1.F与m的关系保持r、ω一定保持m

、

ω一定2.F与ω的关系保持m、r一定3.F与r的关系m大，F也大ω大，F也大r大，F也大演示仪两个验证实验圆锥摆高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力介绍:向心力演示仪GFN小球静止高中物理必修一向心力手推档板介绍:向心力演示仪高中物理必修一向心力G匀速圆周运动FNF´F介绍:向心力演示仪高中物理必修一向心力二

实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1、实验的基本原理？从运动的角度求得Fn；从受力的角度求得F合；将Fn和F合进行比较2、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=m

v2rm？r？v？θ？m、r、转n圈数所用时间t、h注意事项rO'Oθlh1、h并不等于纸面距悬点的高度2、小球与纸面不能接触3、测t时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动实验数据记录实验次数运动角度求向心力Fn受力角度求合力F合半径r/m转__圈时间t/s线速度v/m·s-1向心力Fn/N高度h/m正切值tanθ合力F合/

N12345〖实验与探究〗猜想：向心力大小可能与__________________________有关质量、半径、角速度等实验：完成课本实验实验方法：控制变量法m、ω不变，r越大，F越____m、r不变，ω越大，F越____r、ω不变，m越大，F越____大大大高中物理必修一向心力〖结论〗向心力的大小F与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系：公式：F＝mrω2根据推导向心力的另一表达式：

=m

r

4π2T

2高中物理必修一向心力变速圆周运动和一般曲线运动⑴变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？⑵怎么分析研究一般的曲线运动？高中物理必修一向心力高中物理必修一向心力

哪个力提供向心力？①向心力和切向力的作用效果。②什么情况下物体做匀速圆周运动，什么情况下做变速圆周运动。高中物理必修一向心力Ft切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小.Fn向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.结论匀速圆周运动：只有向心加速度时。

变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度时。高中物理必修一向心力做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动)FO高中物理必修一向心力做变速圆周运动的物体所受的力FFnFtFt切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小.Fn向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.结论匀速圆周运动：只有向心加速度时。

变速圆周运动：同时具有向心加速度和切向加速度时。加速变速圆周向心力是合力吗？高中物理必修一向心力匀速圆周运动：变速圆周运动：F向是F合的指向圆心方向的分力Fn

物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。小结高中物理必修一向心力把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。r1r2处理一般曲线运动的方法：高中物理必修一向心力小结3、向心力的大小2、向心力的作用效果：改变速度的方向，不改变大小1、向心力的方向：指向圆心且与速度方向垂直4、向心力的来源可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。变速圆周运动中的合力并非向心力Fn=m

v2rFn=m

rω2Fn

=m

r

4π2T

2在匀速圆周运动中，合力充当向心力

1、关于向心力说法中正确的是（）A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B、向心力不改变速度的大小；C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B练习高中物理必修一向心力2、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A.在线速度一定情况下，线越长越易断B.在线速度一定情况下，线越短越易断C.在角速度一定情况下，线越长越易断D.在角速度一定情况下，线越短越易断BC高中物理必修一向心力5、如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：FN=mω2r解以上各式得：GFfFN练习高中物理必修一向心力例1：关于向心力说法中正确的是（）A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B、向心力不改变速度的大小；C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B

练习高中物理必修一向心力例2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（）

A.1∶4B.2∶3C.4∶9 D.9∶16C高中物理必修一向心力例3、如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：

Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：

FN=mω2r解以上各式得：GFfFN高中物理必修一向心力

例4长为L的细线，拴一质量为m的小球，小球的一端固定于O1点，让其在水平面内作匀速圆周运动，形成圆锥摆，如图所示，求摆线与竖直方向成θ时：（1）摆线中的拉力大小（2）小球运动的线速度的大小（3）小球做匀速圆周运动的周期高中物理必修一向心力O'θωωmOθlmOrTmgF合mgF合F升θ竖直方向:Tcosθ＝mg水平方向:F合=mω2lsinθ竖直方向:F升

cosθ＝mg水平方向:F合=mω2rF合＝mgtanθ高中物理必修一向心力θO'ORωθωθmmOrmgNF合mgNF合F合＝mgtanθ竖直方向:Ncosθ＝mg水平方向:F合=mω2r竖直方向：Ncosθ＝mg水平方向：F合=mω2Rsinθ高中物理必修一向心力1.

小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。O’OmgTFθL小球做圆周运动的半径由牛顿第二定律：即：R解析：小球的向心力由T和G的合力提供高中物理必修一向心力2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则()A.球A的线速度一定大于球B的线速度B.球A的角速度一定小于球B的角速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力mgNFAB3.质量为m的小球，用长为l的线悬挂在O点，在O点正下方处有一光滑的钉子O′，把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点P时()A、小球速率突然减小B、小球角速度突然增大C、小球向心加速度突然增大D、摆线上的张力突然增大