高一物理6.2向心力课件

第六章曲线运动第二节、向心力复习引入速度方向改变，一定有加速度合外力一定不为零

本节课探究匀速圆周运动物体的向心力匀速圆周光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。小球受到几个力的作用？这几个力的合力沿什么方向？FN=G合力指向圆心匀速圆周运动的合力指向圆心，若不指向圆心则速度的大小会发生变化。一、向心力vvv1.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，符号：Fn2.向心力的方向：始终指向圆心3.向心力作用效果：只改变线速度的方向（1）猜想：向心力大小可能与质量，运动半径，运动快慢有关（2）实验演示：用向心力演示器演示（3）方法:控制变量法二.探究向心力大小探究向心力大小1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。向心力演示器2、向心力演示器的构造

匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。实验：探究向心力的表达式控制变量法保持r、ω相同m1：m2=1：3F1：F2=1：3F∝m保持m、r相同

ω1：ω2=1：2F1：F2=1：4F∝ω2保持m、ω相同r1：r2=2：1F1：F2=2：1F∝rF∝mω2r向心力的大小

精确的实验表明：物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。即：Fn＝mω2r变形式子：mgFNf摩擦力f提供了向心力物体随圆盘一起做匀速圆周运动三、向心力来源分析提供了向心力：小球所需向心力：Fn=f圆锥摆rθOGF合FF合=mgtanθ小球所需向心力：F合=mgtanθ小球提供向心力：实例1.质量为m的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。小球提供向心力：解：θL由向心力公式：O’OmgT=mgtanθθORωθθmm竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mgtanθOr竖直方向：FNcosθ＝mg水平方向：F合=mgtanθmgFNF合mgFNF合什么力提供向心力？支持力与重力的合力提供向心力实例2.小球沿光滑漏斗内壁（碗壁）做匀速圆周运动常见的水平面上做匀速圆周运动的物体，它所受的合力沿什么方向？合力的作用是什么？由牛顿第二定律知，物体的加速度方向跟合外力的方向相同。结论:做匀速圆周运动物体的合力时刻指向圆心，加速度也时刻指向圆心。练习1．一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）A．A球的角速度必小于B球的角速度B．A球的线速度必小于B球的线速度C．A球运动的周期必大于B球运动的周期D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力ACGN练习2．一只半球壳半径为R，截口水平，现有一物体A，质量为m，位于半球面内侧，随半球面绕对称轴的转动面作圆周运动，如图所示。⑴若A与球面间摩擦因数为μ，则物体刚好能贴在截口附近，这时角速度多大？⑵若不考虑摩擦，则当小球与球壳球心连线与竖直方向上的夹角为θ，这时角速度多大？mgfN⑴

f=mgN=mω12Rf=μNmg/μ＝mω12R⑵设N与竖直方向夹角为θmm练习3．小球在光漏斗形容器中做匀速圆周运动,若小球转动的角速度为ω,如图倾角为α,试求小球做圆周运动的半径。解析:小球受力分析如图。mgF可知小球做圆周运动的向心力Fn为是重力G和支持力F的合力,有:Fn=mgtanα=mrω2解得:r=gtanα/ω2α练习4．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则()A.球A的线速度一定大于球B的线速度B.球A的角速度一定小于球B的角速度C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力mgNFOFnFtOFnFtF合F合vv速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动四、变速圆周运动

如果一个做圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，那么它做什么运动？切向力Ft

：产生切向加速度at，改变速度的大小.向心力Fn

：产生向心加速度an，改变速度的方向.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。r1r2五、一般曲线运动的受力特点

可以把这条曲线分割为许多极短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样，在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进行处理了。小结：⑴当F合＝0时，物体处于匀速或静止⑵当F合＝恒量（≠0），物做匀变速运动⑶当F合＝变量，物体做变加速运动如：F合大小、方向均变化，物体可以做变速圆周运动如：F合大小不变，方向与v0方向垂直，物体做匀速圆周运动课堂小结一.向心力

做圆周运动的物