6.2 向心力 课件 -高一下学期物理人教版（2019）必修第二册-1

6.2向心力第六章

圆周运动匀速圆周运动变加速曲线运动速度改变，一定有加速度合外力一定不为零那么匀速圆周运动物体所受的合外力有何特点呢？温故知新GFNF合力合力为绳子的拉力沿绳子指向圆心。

问：如果此时细线突然断开，小球将沿什么方向做什么运动？小球将沿切线方向飞出，做匀速直线运动。1、小球受到哪几个力作用？2、什么力使小球做匀速圆周运动？3、该力的方向指向何方？情境探究1轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。

情境探究21.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力_______，这个指向圆心的力叫作向心力。3.方向：________，向心力方向与速度方向垂直，是____力。4.作用效果：2.符号：FnOFFFvvvO一、向心力总指向圆心指向圆心变只改变速度的方向，不改变速度的大小。小物块在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动物体受哪些力?合外力有何特点?Gf小球在光滑水平木板上做匀速圆周运动GTNN绳子的拉力充当向心力静摩擦力充当向心力Tmg拉力与重力的合力充当向心力T=Fnf=FnF=Fn合可以是重力、弹力、摩擦力等。可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力。

注意：向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名,是根据力的作用效果命名的。二、向心力的来源人运动轨迹的圆心在哪？(1)物体由于做圆周运动而产生了向心力。(

)(2)对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力。(

)(3)当物体受到的合外力大小不变，方向始终与线速度方向垂直且指向圆心时，物体做匀速圆周运动。(

)(4)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力。(

)(5)圆周运动中，合外力等于向心力。(

)××√√×1.辨析正误体验活动：感受向心力的大小在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球，并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。猜想向心力大小与什么因素有关？物体的质量、速度、轨道半径？三、向心力的大小探究活动：探究向心力大小的影响因素向心力演示器：进一步探究向心力的大小与这些量的定量关系。二、向心力的大小当F、m、w、r均取国际单位制时，系数k=1。理论表达式探究向心力大小的其他表达式试一试：根据v、ω、r、T的关系，你能推出向心力的其他表达式吗？课堂小结定义做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力向心力大小方向向心力的方向始终指向圆心作用效果只改变线速度方向，不改变线速度大小来源向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供变速圆周运动Ft只改变速度的大小，Fn只改变速度的方向GfFN洗衣机内的衣服随着滚桶一起匀速转动。沿光滑漏斗内壁做匀速圆周运动的小球。ωθmOrmgFNF合三、向心力的大小ωF合当堂检测例1：小球做圆锥摆时，细绳长L，与竖直方向成θ

角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω

。O′OmgFTFθL小球做圆周运动的半径R=LsinθR解：小球的向心力由FT和G

的合力提供即：mgtanθ=mω2Lsin

θF向

=

mω2RF向

=

F=mgtanθ四、一般的圆周运动OOFnFtF合vFnFtvF合速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动

匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？切向力Ft

：沿着切线方向的力向心力Fn：沿着半径（或指向圆心）的力产生切向加速度，改变速度的大小产生向心加速度，改变速度的方向当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。匀速圆周运动GNF变速圆周运动合力全部

提供向心力F合=

Fn合力的一部分

提供向心力OFnFtF合v四、一般的圆周运动解析：物体做加速曲线运动，合力不为零，A错误；物体做速度大小变化的圆周运动，合力不指向圆心(最低点除外)，合力沿半径方向的分力等于向心力，合力沿切线方向的分力使物体速度变大，即除在最低点外，物体的速度方向与合力方向的夹角始终为锐角，合力与速度不垂直，B、C错误，D正确。答案：D

运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动。r1r2一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、一般的曲线运动vvvv1.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为哪种是正确的？为什么？六、练习与应用合力大致指向轨迹的弯曲方向，排除甲和丁，合力与速度夹角为锐角时，加速；合力与速度夹角为钝角时，减速。故选丙图。2.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在

O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。请解释这一现象。六、练习与应用mgTv当质量m和线速度v一定时，碰到钉子后半径越小，小球受到的绳子拉力就越大，绳就越容易断。3.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。六、练习与应用（1）求小物体所受向心力的大小；3.如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。六、练习与应用（2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见：甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么？说明理由。Om圆盘AABf[典例体验][典例]图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10m，质点的质量m＝6