【人教版物理】《圆周运动》教学2课件

第2节向心力

高一年级物理游乐场里的“空中飞椅”项目，飞椅和人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？一、向心力做圆周运动的物体，其运动状态不断变化，说明物体一定受到了力的作用，那么迫使物体做圆周运动的力，其方向有什么特点呢？一、向心力一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动，你认为使小球做圆周运动的力指向何方？一、向心力忽略小球受到的阻力，小球受到的合力为细线的拉力，拉力即为使小球做圆周运动的力。由拉力的特点可以知道，拉力的方向指向圆心。一、向心力1、大量实例表明：做匀速圆周运动的物体，所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力。2、向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。3、向心力是由某个力或者某几个力的合力提供的，是根据力的效果命名的。例如：地球绕太阳的运动可以近似看做匀速圆周运动，太阳对地球的吸引力提供向心力，指向轨迹的圆心。一、向心力一、向心力例如：飞椅与人一起做匀速圆周运动的向心力Fn则由重力G和绳子拉力F的合力提供。合力的方向指向轨迹的圆心。如果绳子与竖直方向夹角为θ，则根据力的合成可以知道：FGFnθ一、向心力例题1：跟随圆盘一起做匀速圆周运动的小物体，甲认为圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，并指向圆心。乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力与相对运动趋势方向相反，即向后，并不和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么？vOAvBOA如果静摩擦力消失，小物体相对于圆盘向外滑动，因此静摩擦力方向指向圆心，提供小物体做圆周运动的向心力。二、向心力的大小物体做匀速圆周运动，如果其运动状态发生改变，那么它所需要的向心力也会发生改变。FGFnθ那么，向心力的大小与哪些运动学量有关呢？人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件1、感受向心力二、向心力的大小在绳子的一端栓一个小物体，另一端握在手中，使物体做圆周运动。手通过绳对物体的拉力，近似等于物体做圆周运动所需要的向心力。人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件二、向心力的大小人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件在实验中，我们改变小物体转动的角速度和绳的长度，再换用不同质量的小物体，都能感受到向心力的变化。二、向心力的大小通过这个实验，我们可以体会到向心力的大小与物体的质量，圆周运动的半径和转动的角速度有关系。人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件2、探究向心力大小的表达式二、向心力的大小我们还可以利用向心力演示器进行更深入的定量探究。影响向心力大小的因素很多，我们需要采用控制变量的方法来进行实验。人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件二、向心力的大小人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：二、向心力的大小或者根据圆周运动，线速度和角速度之间的关系：我们可以得到：人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件例题2：结合我们前面提到的“空中飞椅”项目二、向心力的大小通过受力分析，我们可以得到：FGFnθ通过向心力大小与运动的关系，我们可以得到：人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件例题3：如图所示，细绳一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点正下方有一个钉子A，小球从一定高度摆下，经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子位置越靠近小球，绳子就越容易断，请解释这一现象。人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件小球经过最低点时，绳子与钉子相碰，小球的线速度不发生改变，对小球做受力分析，小球受重力和绳子的拉力，写出动力学方程：mgF人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件1、变速圆周运动的受力特点结合手握绳子使小物体加速转动的体会，小物体加速时，绳子牵引小物体的方向并不与小物体运动的方向垂直。也就是说，小物体加速时，它所受的力并不指向轨迹的圆心三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点⃰人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件右图表示小物体加速转动的情况。O是轨迹的圆心，F是绳子对小物体的拉力。三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点可以把F分解为与圆周相切的Ft和指向圆心的Fn，Ft使小物体的速度越来越大，Fn提供小物体做圆周运动所需要的向心力。⃰人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件例题4：用一根细线将一个小球悬挂在O点，把细线拉至水平且绷紧，然后将小球由静止释放，在小球下落到最低点前的某时刻，我们来分析一下小球的受力情况。三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点OGTGnGtθ⃰人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件2、一般曲线运动的受力特点三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点一般的曲线运动，各个位置的弯曲程度不同，但是可以把曲线分割成很多很短的小段，每一段都可以看做圆周的一部分，这样就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。⃰人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件小结：1、做匀速圆周运动的物体，所受的合力指向圆心，这个力叫做向心力。2、向心力的大小可以通过力的合成与分解来分析。3、向心力的大小与物体的运动状态有关：4、变速圆周运动和一般的曲线运动有特别的方法来分析其受力。人教版（2019）高一年级必修第二册物理第六章圆周运动第2节向心力课件(共26张PPT)ppt课件部编版课件统编版课件优秀课件人教版（2019）高一