高一物理必修二5.6向心力

1、第五章第五章 曲线运动曲线运动 【学习目标学习目标】 1 1、通过阅读教材、通过阅读教材知知道向心力是一种效果道向心力是一种效果力力， 知道其作用效果知道其作用效果 2 2、通通过小组研讨体验向心力的存在，会分过小组研讨体验向心力的存在，会分 析析向心力的来源向心力的来源 3 3、结合向心力认识向心加速度，并能应用公式进行、结合向心力认识向心加速度，并能应用公式进行 计算。计算。 学习重点学习重点 1体会牛顿第二定律在向心力上的应用体会牛顿第二定律在向心力上的应用 2明确向心力的意义、作用、公式及其变形明确向心力的意义、作用、公式及其变形 3如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象如何运用

2、向心力、向心加速度的知识解释有关现象 学习难点学习难点: 能说出向心力的概念及其来源。能说出向心力的概念及其来源。 1 1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？ 2 2 、匀速圆周运动匀速圆周运动向心加速度是如何定义的？向心加速度是如何定义的？ 其表达式是什么？其物理意义是什么？其表达式是什么？其物理意义是什么？ v f v f v f 人人 造造 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行 定义：做匀速圆周运动的物体受到的定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆指向圆 心的合力心的合力，叫做向心力。，叫做向心力。 方向方向时刻发生变化时刻发生变化（始终指向圆

3、心且与速（始终指向圆心且与速 度方向垂直）度方向垂直） 向心力的作用：向心力的作用：只改变线速度的方向不改只改变线速度的方向不改 变速度大小变速度大小 向心力是根据力的作用向心力是根据力的作用效果效果来来命名命名的，的， 它可以是某一个力，或者是几个力的合力它可以是某一个力，或者是几个力的合力 来提供。来提供。 受力分析时受力分析时, 不能不能 多出一个向心力。多出一个向心力。 向心力的大小 与哪些物理量 有关呢？ 3向心力的大小 fn= =m v2 r fn= =m2r f合 合 man f合 合 fn an = = v2 r rfmr t mmvrm r v mmafn n 22 2 2

4、2 2 4 4 实验：实验：用用圆锥摆圆锥摆粗略验证向心力的表达式粗略验证向心力的表达式 小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？ 想一想 r o g f合 f 结论结论: : 向心力由拉力向心力由拉力f和重力和重力 g的合力提供的合力提供 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 木板、秒表、直尺 r o o l h ft g f合 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？ f合mg tan 小球所需 向心力 fn=mr v2 r m？r？v

5、？m、r、转n圈数所用时间t、l o o o o f f向 向= f = f合 合= f = f g g f ff f f fn n o o r m m o r mg fn f合 合 mg fn f合 合 f合 合 mg tan 竖直方向竖直方向:fn cosmg 水平方向水平方向:f合合=m2r 竖直方向：竖直方向：fn cosmg 水平方向：水平方向：f合合=m2 r sin v沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力( (链球运动链球运动) ) f o 做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所

6、受的力 f fn ft f ft t 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. . f fn n 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. . 结论结论同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动 就是变速圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。匀速圆周运动切向加速度为零。 加速 r r 1 1 r r 2 2 3 3、向心力的大小、向心力的大小 2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果： 1 1、向心力的方向：向心力的方向： 4 4、变速圆周

7、运动中的合力并非向心力、变速圆周运动中的合力并非向心力 fn= =m v2 r fn= =m r2 fn = =m r 42 t 2 在匀速圆周运动中合力充当向心力在匀速圆周运动中合力充当向心力 指向圆心指向圆心 改变速度的方向改变速度的方向 rm r v mff 2 2 w 合合向向 合合向向 ff 向向合合n n b b 2 2、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说 法中正确的是（法中正确的是（ ） a.a.在线速度一定情况下，线越长越易断在线速度一定情况下，线越长越易断 b.b.在线速度一定情况下，线越短越易断在线速度一定情况下，线越短越易断 c.c

8、.在角速度一定情况下，线越长越易断在角速度一定情况下，线越长越易断 d.d.在角速度一定情况下，线越短越易断在角速度一定情况下，线越短越易断 bc 3 3、在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，、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 说法正确的是说法正确的是( )( ) a a两小球速率必相等两小球速率必相等 b b两小球角速度必相等两小球角速度必相等 c c两小球加速度必相等两小球加速度必相等 d d两小球到转轴距离与其质量成反比两小球到转轴距离与其质量成反比 bd 4、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其

9、质 量之比为12,转动半径之比为12,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.14 b.23 c.49 d.916 c 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，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=fn 而由向心力公式： fn=m2r 解以上各式得： g ff fn r g (1)“轻绳”模型 如图所示，没有物体支撑的小球，在竖直 平面内做圆周运动过最高点的情况： 能通过最高点的条件：当vv 临界(当 vv临界时绳、轨道对小球分别产生拉力、压 力)时小球将做完整的圆周运