【世纪金榜】高中物理 5.6向心力（情境互动课型）课件 新人教必修2

6向心力11.小球做圆周运动时，你牵绳的手有什么感觉？2.如果突然松手，将会发生什么现象？21.小球在杯中做圆周运动时，你握杯的手有什么感觉？2.如果突然将杯子提开，将会发生什么现象？3物体能够做匀速圆周运动，必定存在加速度，一定受到力的作用，那么上述的物体受几个力，所受的外力有何特点？41.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。知道向心力大小与哪些因素有关。2.理解向心力公式的确切含义，并能分析一些典型圆周运动的受力情况。3.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。（重点）（难点）5GFNFOFFFvvvO结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与______垂直速度vFN与G相平衡，所以合力为F.小球受哪些力作用？合力沿什么方向？合力方向与速度方向有什么关系？探究一：探究小球受力情况6一、向心力的特点1.向心力方向：时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）2.向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫作向心力。向心力是恒力吗？向心力是物体的真实受力吗？7情景1.使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？物体受重力、支持力、静摩擦力。合外力作用效果与静摩擦力作用效果相同，方向指向圆心。

FNGFf探究二、探究向心力的来源什么力提供向心力？8GFfFN竖直方向：Ff＝G水平方向：F合=FNFN提供向心力，即合力提供向心力情景2.使圆筒匀速转动，圆筒内壁上的物体也随之做匀速圆周运动，圆筒与物体间没有相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？9θωθm竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mgtanθOrmgFNF合什么力提供向心力？情景3.光滑小球在漏斗状容器内做匀速圆周运动，你可以分析物体受到的力吗？10探究究归归纳纳：：⑴向向心心力力是是根根据据效效果果命命名名的的力力，，并并不不是是一一种种新新的的性质质的的力力。。⑵向向心心力力的的来来源源：：可可以以是是重重力力、、弹弹力力、、摩摩擦擦力力等等各各种种性性质质的的力力，，也也可可以以是是几几个个力力的的合合力力，，还还可可以以是是某某个个力力的的分分力力。。物体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时，，由由合合力力提提供供向向心心力力。。关于向心心力的来来源，你你有什么么发现？？二、向心心力的来来源111.明确研究究对象。。2.确定圆周周运动所所在的平平面，明明确圆周周运动的的轨迹、、半径及圆圆心位置置。3.进行受力力分析，，分析指指向圆心心方向的的合力即即向心力力。分析圆周周运动的的受力问问题时，，你认为为应怎样样分析？？【方法总结结】分析向心心力来源源的思路路12O'ωωOθlmOrFTmgF合mgF合F【对点训练练1】请分析以以下圆周周运动的的向心力力的来源源。拉力FT和重力mg的合力提提供向心心力空气的作作用力与与重力的的合力提提供向心心力13感受向心心力14探究三：：探究向向心力的的表达式式1.实验器材材有哪些些？2.简述实验验原理（（怎样达达到验证证的目的的）。3.实验过程程中要注注意什么么？需测测量哪些些物理量量（记录录哪些数数据）？？4.实验过程程中产生生误差的的原因主主要有哪哪些？方案1.用圆锥摆摆粗略探探究15m(kg)

d1(m)

d2(m)

d=d1-d2(m)

T(s)

r(m)

Fn=4mπ2r/T2

F合=mgtanθ

注：d1指悬挂点点到纸面面的距离离,d2指球心到到纸面的的距离，，d指悬挂点点到球心心的距离离。设计表格格，记录录数据请设计表表格用来来记录数数据1617方案2.用向心力力演示器器探究18【探究归纳纳】三、向心心力的大大小:向心力Fn与物体质质量m、圆周半半径r和角速度度ω都有关系系：Fn＝mrω2根据推推导导出向心心力的另另一表达达式：19【对点训练练2】小球做圆圆锥摆时时，细绳绳长L，与竖直直方向成成θ角，求小小球做匀匀速圆周周运动的的角速度度ω。O′OmgFTFθL小球做圆周运动的半径由牛顿第二定律：即：R解析：小球的向向心力由由FT和G的合力提供供解题关键：：1准确分析小小球受力情情况2.沿半径方向向的合力提提供向心力力3.与转动平面面垂直方向向上合力为为零20【对点训练3】如图，半径径为r的圆筒绕竖竖直中心轴轴转动，小小橡皮块紧紧贴在圆筒筒内壁上，，它与圆筒筒的摩擦因因数为μ，现要使小小橡皮不落落下，则圆圆筒的角速速度至少多多大？解析：小橡皮受力力分析如图图。小橡皮恰不不下落时，，有：Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力力公式：FN=mω2r解以上各式式得：GFfFN互动探究：：增加圆筒筒转速，若小橡皮块块仍与转筒筒相对静止止，小橡皮块受受到的摩擦擦力如何变变化？21【拓展思考1】力与速度的的夹角与速速度大小变变化之间有有什么关系系？①力与速度度同向时，，力只改变变速度大小小，不改变变速度方向向。②力与速度度垂直时，，力只改变变速度方向向，不改变变速度大小小。③力与速度度成其他任任意角度时时，根据力力的分解与与合成将力力分解到速速度所在直直线和与速速度垂直的的直线上，，则力既改改变速度大大小，同时时也改变速速度方向。。探究四、变变速圆周运运动和一般般曲线运动动22【拓展思考考2】1.变速圆圆周运动的的合外力也也指向圆心心吗？变速圆周运运动的速度度大小是怎怎么改变的的？2.怎么分分析研究一一般的曲线线运动？23做变速圆周周运动的物物体所受的的力FFnFt结论：同时具有向向心加速度度和切向加加速度的圆圆周运动就就是变速圆圆周运动，匀速圆周运运动切向加加速度为零零。加速Ft——切向分力，，它产生切切向加速度度，改变速速度的大小小。Fn——向心分力，，它产生向向心加速度度，改变速速度的方向向。24把一般曲线线分割为许许多极短的的小段，每每一段都可可以看作一一小段圆弧弧，而这些些圆弧的弯弯曲程度不不一样，表表明它们具具有不同的的曲率半径径。在注意意到这点区区别之后，，分析质点点经过曲线线上某位置置的运动时时，就可以以采用圆周周运动的分分析方法对对一般曲线线运动进行行处理了。。r1r2【方法法总总结结】处理理一一般般曲曲线线运运动动的的方方法法253.向心心力力的的大大小小2.向心心力力的的作作用用效效果果：：1.向心心力力的的方方向向：：4.变速速圆圆周周运运动动中中的的合合力力并并非非向向心心力力Fn=m

v2rFn=m

rω2Fn

=m

r

4π2T

2在匀匀速速圆圆周周运运动动中中合合力力充充当当向向心心力力指向向圆圆心心改变变速速度度的的方方向向261.下列列关关于于做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的物物体体所所受受的的向向心心力力的的说法法中中，，正正确确的的是是（（））A．物物体体除除受受到到其其他他的的力力外外还还要要受受到到一一个个向向心心力力B．物体所受的的合外力提供供向心力C．向心力是一一个恒力D．向心力的大大小一直在变变化B272.做匀速圆圆周运动的物物体，其加速速度的数值必定（））A．跟其角速速度的平方成成正比B.跟其线线速度的平方方成正比C．跟其运动动的半径成反反比D．跟其运动动的线速度和和角速度的乘乘积成正比解题关键：若若成正比，应应满足y=kx形式，其中k为定值值，若成反比比，应满足y=其中a为定值值。D283.甲乙两物物体都做匀速速圆周运动,其质量之比为为1∶2,转动半径之比比为1∶2,在相同时间内内甲转过4周，乙转过3周。则它们的的向心力之比比