人教版物理必修二5.6向心力

1、5.6 向心力向心力向向心心加加速速度度公公式式 anrv2224Tr2rrn2241 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？V 把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得：可得：rvmFn2rmFn21.1.定义：定义：做匀速圆周运动的物体所受到做匀速圆周运动的物体所受到的的指向圆心指向圆心的的合外力合外力，叫，叫向心力向心力。 2.2.特点：特点：方向始终方向始终与与V V垂直垂直，指向，指向圆心。圆心。 时刻发生变化，时刻发生变化，是是变力。变力。vmRmRvmFn223.3.大小：大小：RnmRfmRTm22

2、22224444.4.效果：效果：只改变速度的方向只改变速度的方向, ,不改变速度不改变速度的大小的大小用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是是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A A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B B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C C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D D学生展示注意：注意：1 1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分

3、力，或几个某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。力的合力所提供。2 2、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命名的，来命名的，受力分析时受力分析时不要不要把向心力当作一个把向心力当作一个独立的独立的力力画出来画出来。O OO OF F向向= F= F合合= F= FG GF Ff fF FN NOORmmOrmgFNF合合mgFNF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 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

4、球讨论与交流如图，取一条细绳，一端系一个小球，另一端用手挥动细绳，使小球做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？为什么？不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用。因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力所提供。所以小球只受两个力，重力和绳的拉力mgT2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的在半径方向的合力所提供。1、向心力是根据力的作用效果来命名的， 不是性质力,(也可以说不是实际存在的力)，受力分析时不要重复考虑。B质量为质量为m m的球用长

5、为的球用长为L L的细绳悬于天花板的的细绳悬于天花板的O O点，并使点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成角，角，则以下正确的是则以下正确的是A.A.摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受重力、拉力和向心力的作用B.B.摆球只受重力、拉力的作用摆球只受重力、拉力的作用C.C.摆球做匀速圆周运动的向心力为摆球做匀速圆周运动的向心力为D.D.摆球做匀速圆周运动的周期为摆球做匀速圆周运动的周期为gLcos2tanmg 学生展示思考：是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力，都指向圆心呢？FG竖直面圆周运动vFFnFt加速合合向向FF 向合n非匀速圆周

6、运动的向心力不是物体受到的合外力,而是半径方向的合力所提供。匀速圆周运动的向心力就是物体受到的合外力。 研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作是圆周运动的部分。可以看作是圆周运动的部分。结论向心力的大小F与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系：Fm r2根据 推导向心力的另一表达式：rv2vFmr线速度一定时,向心力与半径成反比角速度一定时,向心力与半径成正比根据r,v,f,T的关系可知，Fnmr2Fnmr2=mv2/r=42mr/T2=42mrf2结论：精确的实验表明：

7、物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。即：在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小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，下列说法正确的是动时，下列说法正确的是( )( )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学生展示下列关于向心力的说法正确的是下列关于向心力的说法正确的是 A.A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力物体由于做

8、圆周运动而产生一个向心力 B.B.向心力不改变做圆周运动物体的速度大小向心力不改变做圆周运动物体的速度大小 C.C.做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它做匀速圆周运动的物体，其向心力就是它所受的合外力所受的合外力 D.D.做匀速圆周运动的物体其向心力不变做匀速圆周运动的物体其向心力不变学生展示例1：一个做匀速圆周运动的物体，如果保持半径不变，使每秒转速增加到原来的2倍所需向心力就比原来大3N，则物体原来的向心力为多大？1N例2：A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球的3倍，A球在半径25cm的圆周上运动，B球在半径16cm的圆周上运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求

9、A球所受向心力与B球所受向心力之比。解：212215AABBABABBATTnnTnTn223 25 2 231 16 5 54ABA AABB Bm rFFm r 向向如图，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：GFfFNrg学生展示如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O；一根轻绳穿过小孔，一端连接质量为m1kg的小球A，另一端连接质量为M4kg的重物B(1)当小球A沿半径r0.1m的圆周做匀速圆周运动，其角速度为10rad/s时，物体B对地面的压力为多大？(2)当A球的角速度为多大时，B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态？(g10m/s2)学生展示3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：