安徽省郎溪中学人教物理必修二第五章第6节向心力导学课件39

1、第五章 曲线运动,第六节向心力,学习目标 1理解向心力是一种效果力，其效果是产 生向 心加 速度，方向总是指向圆心 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,一、向心力 1定义：做圆周运动的物体所受到的_方向的合力叫向心力 2方向：始终沿_指向_ 4效果力：向心力是根据力的_来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力,指向圆心,半径,圆心,作用效果,判一判1.(1) 做 匀 速 圆 周 运 动 的 物 体 的 向 心 力是 恒 力() (2)向心力和重力、弹力一样，是性质力() (3)向心力可以是物体受到的某一个力

2、，也可以是物 体受到的合力() 提示：(1)(2)(3),二、变速圆周运动和一般的曲线运动 1变速圆周运动 变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方向的效果 (1)合外力F跟圆周相切的分力Ft，只产生_加速度，描述线速度_的快慢 (2)合外力F指向圆心的分力Fn，只产生向心加速度，描述线速度_的快慢,切向,大小变化,方向变化,2一般的曲线运动的处理方法 一般的曲线运动，可以把曲线分割成许多极短的小段，每一小段可看做一小段_研究质点在每一小段的运动时，可以采用_的分析方法进行处理 判一判2.(1)变速圆周运动的向心力并不指向圆心() (2)变速圆周运动的向心力大小改变() (

3、3)做 变 速 圆 周 运 动 的 物 体 所 受 合力 的大 小和 方向 都改变() 提示：(1)(2)(3),圆弧,圆周运动,对向心力的理解,2方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力 3向心力的作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不 改变速度 的大小，只改变速度的方向 4向心力的来源 物体做圆周运动时，向心力由物体所 受力 中沿半径方向的力提供几种常见的实例如下：,若线的拉力为零,球的重力提供向心力，FG,线的拉力提供向心力,FFT,转盘对物体的静摩擦力提供向心力，FFf,重力和细线的拉力的合力提供向心力

4、,FF合,(2014抚顺高一检测)如图,小物体m与圆盘保持相对静止,随盘一起做匀速圆周运动,则物体的受力情况是() A受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 B摩擦力的方向始终指向圆心O C重力和支持力是一对平衡力 D摩擦力是使物体做匀速圆周运动的向心力 思路点拨(1)向心力是效果力,受力分析时不考虑向心力. (2)向心力的方向始终指向圆心,BCD,解析物体随水平圆盘做匀速圆周运动时，受到重力G和圆盘对它的支持力FN，是一对平衡力,不能提供向心力，因此充当向心力的只能是圆盘对物体的静摩擦力，方向指 向圆心,故B、C、D正确A选项中多加了一个向心力，应 明 确 这里的向心力就是静摩擦力，故A错误

5、,1(2014安庆高一检测)在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确地表示小滑块受到的牵引力及摩擦力Ff的图是(),A,解析：滑动摩擦力的方向与相对运动 的方向 相反，故滑 动摩擦力的方向沿圆周的切线方向，B、D错误；小滑块 做匀速圆周运动，其合外力提供向心力，故A正确，C错误,匀速圆周运动的处理方法,1分析思路 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理论基础 2解题步骤 (1)明确研究对象，分析运动情况，确定运动的平 面、圆心和半径； (2)受力分析，画出受力示意图；,(3)将物体所受外力通过力的正交分解将其分解在

6、两个方向上,其中一个方向沿半径指向圆心；,(2014新余高一检测)一根长为L2.5 m的轻绳两端分别固定在一根竖直棒上的A、B两点，一个 质 量 为m0.6 kg的光滑小圆环套在绳子上，当竖直棒以一定的角速 度转动时,圆环以B为圆心在水平面上做匀速 圆周运动，(37，g10 m/s2)则： (1)此时轻绳上的张力大小等于多少？ (2)竖直棒转动的角速度为多大？,思路探究(1)环两侧的绳对环的拉力有何关系？ (2)圆周运动的半径与绳总长有何关系？ (3)环在竖直方向的合力为多少？,规律总结 (1)在解决匀速圆周运动的过程中，确定物体圆周轨道所在的平面，明确圆心和半径是解题的一个关键环节 (2)列

7、方程时要区分受到的力和物体做圆周运动所需的向心力,利用题目条件灵活运用向心力表达式,C,解析：当小物体转动到最低点时为临界点，由牛顿 第 二定律知，mgcos 30mgsin 30m2r 解得1.0 rad/s 故选项C正确,变速圆周运动的分析,1做变速圆周运动的物体的受力特点,物体做加速圆周运动时，合外力方向与速 度方向的夹 角小于90，此时把F分解为两个互 相垂 直的分力，跟圆 周相切的分力Ft和指向圆心方向的分力Fn，如图所示，其中Ft只改变v的大小，使v增大，Fn只改变v的方向，Fn产生的加 速度就是向心加速度同理,F与v的夹角大于90时，Ft使v减 小,Fn改变v的方向,2两种圆周运

8、动的比较,v、an、Fn大小不变、方向变，、T、n不变,v、an、Fn、均变化,合力等于向心力,合力沿半径方向 的分力,有,不一定有,合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直,合外力变化、方向与速度方向不垂直,都是非匀变速曲线运动,如图所示，一质量为m的木块从光滑的半球形的碗边开始下滑，在木块下滑过程中() A它的加速度方向指向球心 B它所受合力就是向心力 C它所受向心力不断增大 D它对碗的压力不断减小,C,规律总结 非匀速圆周运动的向心力是由物体所受外力沿半径方向的分力提供的，求解非匀速圆周运动问题，前提是正确地对物体进行受力分析,3. 如图所示，汽车减速经过水平弯路(可 看做圆形轨道的一部分

9、)，关于汽车向心 力及合外力的分析正确的是() A汽车拐弯时向心力由汽车方向盘来提供 B汽车拐弯时向心力由地面来提供，与线速度方向相反 C汽车拐弯时所受合外力指向圆心方向 D汽车拐弯时所受合外力可能指向如图虚线方向,D,解析：汽车拐弯时向心力由地面摩擦力来提供，方向与线速度方向垂直,由于减速拐弯, 所以合 外力 沿v的反方 向有分力,合外力方向可能指向 题图所 示的虚线方向，A、B、C错误，D正确,规范答题水平圆周运动中的临界问题 范例(11分)如图所示，细绳一端系着质量 为M0.6 kg的物体，静止在水平面上另一 端通过光滑小孔O吊着质量m0.3 kg的物体, M的中点与圆孔距离为0.2 m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2 N现使此平面绕中心轴转动问角速度在什么范围内m处于静止状态？(g取10 m/s2),答案2.9 rad/s6.5 rad/s,名师点评关于水平面内匀速圆周运动的 临界问题，要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源，考虑达到临界条件时物体所处的状态，即临界速度、临界角速度，然后分析该状态下物体的受力特点