人教版-高中物理-必修2-第五章-曲线运动第六节向心力-课件

F弹mgFN竖直方向：FN＝mg水平方向：F合=F弹=Fn=mω2r几种常见的圆周运动ωmgFN物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动rF静竖直方向：FN＝mg水平方向：F合=F静=Fn=mω2rGFfFN竖直方向：Ff＝mg水平方向：F合=FN=Fn=mω2r竖直方向：FTcosθ＝mg水平方向：F合=FTsinθ=Fn=mω2lsinθO'ωOθlmFTmgF合O'ORθωm竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=FNsinθ=Fn=mω2RsinθmgFNF合θωθmOrmgFNF合竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=FNsinθ=Fn=mω2r例：(2014·张家口高一期中)质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，质量为M和m的小球的悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则(

)三、匀速圆周运动的特点及解题方法1.质点做匀速圆周运动的条件：合力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心（加速度指向圆心）2.匀速圆周运动的特点（1）线速度大小不变、方向时刻改变（2）角速度、周期、频率恒定不变（3）向心加速度和向心力的大小都恒定不变，但方向时刻改变3、分析圆周运动的步骤：（1）明确研究对象（2）确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置（3）进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。四、变速圆周运动

1.因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生的加速度叫做切向加速度。2.运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。五、圆周运动的临界问题例：原长为L的轻弹簧一端固定一小铁块，另一端连接在竖直轴OO′上，小铁块放在水平圆盘上，若圆盘静止，把弹簧拉长后将小铁块放在圆盘上，使小铁块能保持静止的弹簧的最大长度为5L/4.现将弹簧长度拉长到6L/5后，把小铁块放在圆盘上，在这种情况下，圆盘绕中心轴OO′以一定角速度匀速转动，如图所示．已知小铁块的质量为m，为使小铁块不在圆盘上滑动，圆盘转动的角速度ω最大不得超过多少？1.向心力的概念：指向圆心的合外力。2.向心力的方向：总是指向圆心，与速度垂直，时刻变化3.向心力的效果：只改变速度方向，不改变速度大小4.向心力的来源：可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或是某个力的分力，或几个力的合力所提供。说明：向心力是根据效果命名的合外力，受力分析时不加向心力

5.大小：答案：B1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（）A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B．物体所受的合外力提供向心力C．向心力是一个恒力D．向心力的大小一直在变化2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定A．跟其角速度的平方成正比B.跟其线速度的平方成正比C．跟其运动的半径成反比D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比答案：D3.甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,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.1∶4B.2∶3C.4∶9 D.9∶16答案：C4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（）A．一定指向圆心B．一定不指向圆心C．只有在最高点和最低点时指向圆心D．不能确定是否指向圆心答案：Av5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（）A．6.0N的拉力B．6.0N的压力C．24N的拉力D．24N的压力B课标解读重点难点1.理解向心力的概念及其表达式的含义．2.知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算．3.知道在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力.1.理解向心力是效果力，会分析向心力的来源．(重点)2.向心力的计算公式．(重点)3.匀速圆周运动与非匀速圆周运动中向心力的不同．(难点)一、向心力F合＝Fn2.方向：始终指向圆心且与速度方向垂直;时刻变化3.作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）1.定义：物体做匀速圆周运动所受力的合力始终指向圆心，这个合力叫做向心力（用Fn表示）。4.来源：向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。5.向心力的大小Fn=m

v2rFn=m

rω2F合＝man当m、v不变时，Fn与r成反比；当m、r不变时，Fn与v成正比。当m、ω不变时，Fn与r成正比；当m、r不变时，Fn与ω成正比。F合＝Fnan

=v2r思考：1.向心力大小与多个物理量有关，在分析向心力与某一物理量的关系时，要注意什么？2.能否利用实验粗略地验证向心力的表达式？第六节向心力1、知识与技能（1）理解向心力的概念及其表达式的确切含义；（2）知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算；（3）知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。2、过程与方法（1）通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。（2）进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。3、情感、态度与价值观（1）在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。（2）感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。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、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=mv2r实验探究3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？m？r？v？θ？m、r、转n圈数所用时间t、h1、h并不等于纸面距悬点的高度2、小球与纸面不能接触3、测