6.2.2向心力课件高一下学期物理人教版

第六章圆周运动

向心力复习回顾：1、什么叫向心力？2、哪些力可以充当向心力（向心力的来源）？3、用什么方法研究向心力的大小与哪些因素有关？4、向心力的七个表达式？5、一般的圆周运动合外力还指向圆心吗？6、一般的圆周运动合外力怎么分解？7、

如何研究一般的曲线运动？8、如何用圆锥摆粗略验证向心力的表达式？一、用动力学研究圆周运动1．指导思路：凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力．而物体所受外力的合力充当向心力，这是处理该类问题的基础．2．解题步骤：(1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．(2)将物体所受外力分解到互相垂直的两个方向上，其中一个分力沿半径方向．

（1）常见类型一(圆锥摆)：如图①受力分析：②力的分解方法③满足的方程：3．几种常见的匀速圆周运动（2）常见类型二：如图①受力分析：②力的分解方法③满足的方程：（3）常见类型三：如图①受力分析：②力的分解方法③满足的方程：（4）常见类型四：如图①受力分析：②力的分解方法③满足的方程：（5）常见类型五：如图①受力分析：②力的分解方法③满足的方程：(1)如果物体做匀速圆周运动，那么物体所受各力的矢量和就是向心力，向心力的方向一定沿半径指向圆心。

4.注意：(2)如果物体受的各力沿同一直线，可简化为代数法求合力；若不在同一直线上，可用平行四边形定则或正交分解法求合力。【例1】、长为L的细线，一端拴一质量为m的小球，另一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，当细线L与竖直方向的夹角为α时，求：(1)细线的拉力F；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度及周期．【例2】、三个长度不同的摆，摆1的摆长为L1，摆2的摆长为L2，摆3的摆长为L3，以相同的角速度绕竖直轴上的O点在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆运动)，其中L1>L2>L3，则关于三个摆球位置关系正确的是(如图所示)(

)A【例3】有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h，则下列关于摩托车的说法正确的是(

)A．对侧壁的压力FN增大B．做圆周运动的周期T不变C．做圆周运动的向心力Fn增大D．做圆周运动的线速度增大D二、圆周运动中的连接体问题1．问题综述：圆周运动中的连接体问题，是指两个或两个以上的物体通过一定的约束绕同一转轴做圆周运动的问题。(在连接体的圆周运动问题中，角速度相同是一种常见的约束关系)。2．隔离分析：因系统内的每个物体的速度、向心力不同，即运动状态不同，所以处理时应隔离每个物体进行分析。3．分析依据：分析每个物体时，与分析单个物体做圆周运动的情况基本相同，根据Fn＝m＝mrω2＝m

r列式求解。4.涉及连接体圆周运动的动力学分析，多种多样，但万变不离其宗，都是合力提供向心力.5．常见有以下类型：（1）常见类型一：如图分析方法：A、B两小球固定在轻杆上随杆绕杆的端点O做圆周运动，注意计算OA杆拉力时应以小球A为研究对象，而不能以A、B整体为研究对象（2）常见类型二：如图分析方法：当转盘转速逐渐增大时，物块A先达到其最大静摩擦力，转速再增加，则A、B间绳子开始有拉力，当B受到的静摩擦力达到其最大值后两物块开始滑动（3）常见类型三：如图分析方法：当求转盘对B的摩擦力时，取A、B整体为研究对象比较简单；当研究A、B谁先发生离心滑动时，注意比较两接触面的动摩擦因数大小（4）常见类型四：如图分析方法：A、B两小球用轻线相连穿在光滑轻杆上随杆绕转轴O在水平面内做圆周运动时，两球所受向心力大小相等、角速度相同、圆周半径与小球质量成反比【例4】甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80kg，m乙＝40kg，面对面拉着弹簧测力计做圆周运动的溜冰表演，如图所示。两人相距0.9m，弹簧测力计的示数为9.2N，下列判断中正确的是(

)A．两人的线速度相等，约为40m/sB．两人的角速度相同，为5rad/sC．两人的运动半径相同，都是0.45mD．两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6mD【例5】在一个水平转台上放有质量相等的A、B两个物体，用一轻杆相连，AB连线沿半径方向．A与平台间有摩擦，B与平台间的摩擦可忽略不计，A、B到平台转轴的距离分别为L、2L.某时刻一起随平台以ω的角速度绕OO′轴做匀速圆周运动，A与平台间的摩擦力大小为FfA，杆的弹力大小为F.现把转动角速度提高至2ω，A、B仍各自在原位置随平台一起绕OO′轴匀速圆周运动，则下面说法正确的是(

)A．FfA、F均增加为原来的4倍B．FfA、F均增加为原来的2倍C．FfA大于原来的4倍，F等于原来的2倍D．FfA、F增加后，均小于原来的4倍A解析

根据牛顿第二定律，对A：FfA－F＝mω2rA

①，对B：F＝mω2rB

②.当ω增大到2ω时，由②式知，F增加到原来的4倍；由①式知：FfA＝F＋mω2rA.FfA增加为原来的4倍．故选A.【例6】有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示．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