向心力（教学课件）【教学无忧】高一物理备课（人教版2019必修第二册）

6.1向心力人教版（2019）普通高中物理必修第二册同步教学课件第六章·圆周运动目录1向心力2向心力的大小3变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？问题知识点一：向心力问题下列图片中的运动是什么运动？其受力情况有什么共同点？ωOr合外力方向一致指向圆心知识点一：向心力1、向心力的定义做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。用Fn

表示。2、向心力的特点OFFFvv（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不改变速度大小（3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以向心力是变力知识点一：向心力3.向心力的来源实力分析ωOGFNFfGFfFNωF向=F合=FfF向=F合=FN知识点一：向心力θωθmOrmgFNF合O'ORθωmmgFNF合F向=F合＝mgtanθ3.向心力的来源实力分析知识点一：向心力⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。⑵向心力的来源：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。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。3.向心力的来源实力分析知识点二：向心力的大小演示实验实验：感受向心力如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。猜想：向心力的大小与质量、半径以及转动的快慢有关。知识点二：向心力的大小探究实验实验：探究向心力大小的表达式向心力演示器如图所示。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。知识点二：向心力的大小探究实验实验：探究向心力大小的表达式球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。知识点二：向心力的大小观察视频探究向心力的大小1、F与m的关系保持r、ω一定保持ω

、m一定3、F与ω

的关系保持m、r一定2、F与r的关系m大，F也大ω

大，F也大r大，F也大结论:知识点二：向心力的大小向心力的大小你还能推导出其他向心力的公示么？问题常用的三个公式知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点观察视频观察实验，绳子拉力与速度方向是保持垂直吗？知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1.变速圆周运动OvFnFtF合变速圆周运动的沙袋正在加速转动时所受的合力不指向圆心切向力Ft

：垂直半径方向的分力向心力Fn

：指向圆心的分力产生向心加速度，改变速度方向产生切向加速度，改变速度大小知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点2.一般曲线运动的受力特点运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。2、向心力的作用效果：改变速度的方向3、向心力的大小Fn=m

v2rFn=m

rω21、向心力的方向：指向圆心4、变速圆周运动中的合力并非向心力考点一：向心力的来源例1．如图所示，一小球套在光滑轻杆上，并随轻杆一起绕着竖直轴匀速转动，关于小球的受力情况，以下说法中正确的是（）A．小球受到重力和弹力作用B．小球受到重力、弹力和向心力作用C．小球受到重力、弹力和离心力作用D．小球受到重力和弹力的合力是恒力A考点一：向心力的来源【变式训练1】水平圆盘绕过盘的中心的竖直轴匀速转动，盘上有可视为质点的小物块相对盘面静止。关于小物块受力情况的下列说法正确的是（）A．小物块受重力、盘面的弹力和盘面的静摩擦力三个力作用B．小物块受重力、盘面的弹力和向心力的三个力作用C．小物块受重力和盘面的弹力作用两个力作用D．小物块受重力、盘面的弹力、盘面的静摩擦力和向心力四个力作用A考点二：向心力的大小例2.如图所示，质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动，角速度为ω，物块到轴心的距离为r。则物块受到的向心力大小为（）A．mw2r2

B．mwr

C．mwr2

D．mw2rD考点二：向心力的大小【变式训练2】如图所示，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个光滑的小钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置距小球L/4，则细绳碰到钉子前、后瞬间（）A．绳对小球的拉力大小之比为1∶4B．小球所受合外力大小之比为1∶4C．小球做圆周运动的线速度大小之比为1∶4D．小球做圆周运动的角速度之比为4∶1B考点三：曲线运动和一般曲线运动例3

如图所示，某物体沿

光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中，物体的速率逐渐增大，则A.物体的合力为零B.物体的合力大小不变，方向始终指向圆心OC.物体的合力就是向心力D.物体的合力方向始终不与其运动方向垂直(最低点除外)D考点三：曲线运动和一般曲线运动【变式训练3】如图6所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a