人教版高中物理必修二5.6《向心力》-(共32张PPT).ppt

第6节 向心力 1 做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗 为什么 2 做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点 写出向心加速度的公式 3 做匀速圆周运动的物体受力有什么特点 受力的方向和大小如何确定 做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心 这个加速度称为向心加速度an an哪来的 即an是如何产生的 根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力 这个合力叫做向心力 方向始终指向圆心 1 定义 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力 叫向心力 效果 只改变v的方向 不改变v的大小 3 方向 始终指向圆心 与v垂直 是变力 2 符号 Fn 一 向心力 O Fn Fn Fn F合 man F合 Fn 5 大小 Fn m 2r 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 1 实验的基本原理 2 实验需要的器材 3 实验需要测量的数据有哪些 如何测量 从运动学的角度求得Fn从受力的角度求得F合将Fn和F合进行比较 钢球 细线 画有同心圆的白纸 天平 秒表 直尺 m r h 转n圈所用时间t O 小球受到哪些力的作用 向心力由什么力提供 想一想 结论 向心力由拉力F和重力G的合力提供 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 1 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 O Fn Fn Fn 向心力是不是一种新的性质力 即向心力是不是与重力 弹力 摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力 人造卫星绕地球运行 F合 F引 Fn 向心力来源分析 Fn Ff 向心力来源分析 Fn FN mg Fn F合 1 向心力是按照效果命名的力 并不是物体额外受到的一个力 受力分析时 不能多出一个向心力 F合 Fn 2 向心力的来源 物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力 可以是重力 弹力 摩擦力等各种性质力的合力 几种常见的匀速圆周运动受力分析 滚筒 转盘 圆锥摆 几种常见的匀速圆周运动受力分析 圆台筒 总结 向心力是根据效果命名的力 并不是一种新的性质的力 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 例1 小球做圆锥摆时 细绳长L 与竖直方向成 角 求小球做匀速圆周运动的角速度 L 小球做圆周运动的半径R Lsin 解 小球的向心力由FT和G的合力提供 即 mgtan m 2Lsin F向 m 2R F向 F mgtan 例2 如图 半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动 小橡皮块紧贴在圆筒内壁上 它与圆筒的摩擦因数为 现要使小橡皮不落下 则圆筒的角速度至少多大 解 小橡皮受力分析如图 小橡皮恰不下落时 有 Ff mg其中 Ff FN而由向心力公式 FN m 2r解以上各式得 3 向心力的大小 2 向心力的作用效果 1 向心力的方向 指向圆心 改变速度的方向 四 变速圆周运动和一般的曲线运动 F 链球的运动 思考 速度增大的圆周运动 速度减小的圆周运动 匀速圆周运动所受的合力提供向心力 方向始终指向圆心 如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心 还能做匀速圆周运动吗 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时 物体做变速圆周运动 切向力Ft 垂直半径方向的合力向心力Fn 沿着半径 或指向圆心 的合力 产生切向加速度 改变速度的大小 产生向心加速度 改变速度的方向 可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动 同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动 变速圆周运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 合力全部提供向心力 合力部分提供向心力 一般曲线运动 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动 一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样 如何研究 把一般曲线分割为许多极短的小段 每一段都可以看作一小段圆弧 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 在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理 匀速圆周运动的处理方法1 分析思路凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力 而物体所受外力的合力充当向心力 这是处理该类问题的理论基础 2 解题步骤 1 四确定 确定研究对象 确定轨道平面 确定圆心位置 确定向心力的方向 确定轨道平面和圆心位置是难点 1 下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中 正确的是 A 物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B 物体所受的合外力提供向心力C 向心力是一个恒力D 向心力的大小一直在变化 B 2 做匀速圆周运动的物体 其加速度的数值必定 A 跟其角速度的平方成正比B 跟其线速度的平方成正比C 跟其运动的半径成反比D 跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比 D 3 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 9D 9 16 C 4 一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动 如图所示 则关于小球加速度的方向的说法中正确的是 A 一定指向圆心B 一定不指向圆心C 只有在最高点和最低点时指向圆心D 不能确定是否指向圆心 C v 5 在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球 小球用细线连接起来 当转台匀速转动时 下列说法正确的是 A 两小球速率必相等B