高中物理人教版必修2课件：第五章第7讲向心力

1、第五章第7讲向心力目标定位1.理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的.2.知道向心力大小与哪些因素有关，掌握向心力的表达式，并能用来进行有关计算.3.知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果.1预习导学 梳理识记点拨 2课堂讲义 理解深化探究3对点练习 巩固应用反馈4 第7讲向心力预习导学 梳理识记点拨一、向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向 的合力.这个力叫做向心力.2.方向：始终沿着 指向 .3.表达式：(1)Fn ；(2)Fn .4.效果力：向心力是根据力的 来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力

2、.作用效果圆心半径圆心m2r5 第7讲向心力想一想在对物体进行受力分析时，能否说物体除了受其他力之外还受一个向心力的作用？答案不能.向心力是根据力的作用效果命名的，不是性质力.在分析物体受力时，不能说物体还受一个向心力的作用，向心力可以是某一种性质力，也可以是几个性质力的合力或某一性质力的分力.6 第7讲向心力二、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动：合力不指向圆心，合力F可以分解为互相垂直的两个分力.(1)跟圆周相切的分力Ft，产生切向加速度，切向加速度与物体的速度方向共线，它改变速度的 .(2)指向圆心的分力Fn，产生向心加速度，与速度方向_，改变速度的 .方向大小垂直7 第7讲向

3、心力2.一般的曲线运动的处理方法：可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段 ，研究质点在这一小段的运动时，可以采用 的处理方法进行处理.圆周运动圆弧8 第7讲向心力课堂讲义 理解深化探究一、对向心力的理解2.方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力.3.作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力只改变线速度的方向，不改变其大小.9 第7讲向心力4.来源：它可以是重力、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.例如：(1)地球绕太阳做圆周运动.太阳对地球的引力提供向心力(图1甲)

4、；(2)在光滑水平桌面上做匀速圆周运动的小球，绳对球的拉力提供向心力(图乙)；(3)圆盘上随圆盘一起匀速转动的物块，所受的静摩擦力提供向心力(图丙)；(4)在光滑漏斗内壁上做匀速圆周运动的小球，支持力与重力的合力提供向心力(图丁).10 第7讲向心力图111 第7讲向心力5.匀速圆周运动和非匀速圆周运动合力的特点：(1)在匀速圆周运动中，物体所受到的合力就是向心力且该合力的大小不变但方向时刻改变.(2)在非匀速圆周运动中，物体所受合力不指向圆心.合力沿半径方向的分力提供向心力，改变速度的方向；合力沿切线方向的分力用于改变线速度的大小.12 第7讲向心力例1关于向心力的说法中正确的是()A.物体

5、由于做圆周运动还受到一个向心力B.向心力可以是任何性质的力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定全部提供向心力13 第7讲向心力解析力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，也不能说物体还受一个向心力，故A错；向心力是效果力，可以是任何一种性质的力，故B对；物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故C错；只有匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力 ， 而是合力指向圆心的分力提供向心力 ， 故D错.答案B14 第7讲向心力例2如图2所示，一圆盘

6、可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是()A.木块A受重力、支持力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方 向相反C.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方 向相同图215 第7讲向心力解析由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡.而木块在水平面内做匀速圆周运动，其所需向心力由静摩擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O.答案C16 第7讲向心力二、圆周

7、运动中的动力学问题解决圆周运动的一般步骤：(1)确定做圆周运动的物体为研究对象.明确圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径.(2)对研究对象进行受力分析，画出受力示意图.运用平行四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力Fn.17 第7讲向心力(4)根据题意由牛顿第二定律及向心力公式列方程求解.18 第7讲向心力例3如图3所示，质量为1 kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2 m/s，已知球心到悬点的距离为1 m，重力加速度g10 m/s2，求小球在最低点时对绳的拉力的大小.图319 第7讲向心力解析 小球在最低点时做圆周运动的向心力由重力mg和绳的拉力FT提

8、供(如图所示)，由牛顿第三定律得，小球在最低点时对绳的拉力大小为14 N.答案14 N20 第7讲向心力三、圆锥摆模型模型及特点：如图4所示，让细线带动小球在水平面内做匀速圆周运动.图4重力和拉力(或支持力)的合力提供向心力，F合mgtan .设摆线长为l，则圆半径rlsin .根据牛顿第二定律得：21 第7讲向心力例4有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图5所示.长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘.转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为.不计钢绳的重力，求：图522 第7讲向心力(1)转盘转动的角速

9、度与夹角的关系；解析对座椅受力分析，如图所示.转盘转动的角速度为时，钢绳与竖直方向的夹角为，则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为RrLsin 根据牛顿第二定律：mgtan m2R23 第7讲向心力(2)此时钢绳的拉力多大？24 第7讲向心力对点练习 巩固应用反馈对向心力的理解1.关于向心力的说法中正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动中物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的25 第7讲向心力解析当物体所受的外力的合力始终有一分力垂直于速度方向时，物体就将做圆周运动，该分力即为向心力，故

10、先有向心力然后才使物体做圆周运动.因向心力始终垂直于速度方向，所以它不改变速度的大小，只改变速度的方向，当合外力完全提供向心力时，物体就做匀速圆周运动，该合力大小不变，方向时刻改变，故向心力是变化的，B、C正确.答案BC26 第7讲向心力向心力的来源2.如图6所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是()A.绳的拉力B.重力和绳拉力的合力C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力图627 第7讲向心力解析对小球受力分析如图所示，小球受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心方向的合外力，它可以是

11、小球所受合力沿绳子方向的分力，也可以是各力沿绳子方向的分力的合力，正确选项为C、D.答案CD28 第7讲向心力圆周运动中的动力学问题3.如图7所示，两个质量均为m的小木块a和b(可视为质点)放在水平圆盘上，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g.若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是()图729 第7讲向心力A.b一定比a先开始滑动B. a、b所受的摩擦力始终相等30 第7讲向心力解析最大静摩擦力相等，而b需要的向心力较大，所以b先滑动，A项正确；在未滑动之前，a、b各自受到的摩擦力等于其向心力，因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力，B项错误；答案AC31 第7讲向心力圆锥摆模型4.一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图8所示，A的运动半径较大，则()A.A球的角速度必小于B球的角速度B.A球的线速度必小于B球的线速