1、專題5.6 向心力第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 高一物理課件精選（人教版必修2)第一頁(yè)，共三十一頁(yè)。趣味實(shí)驗(yàn)說(shuō)一說(shuō)：如何用很輕的小球提起較重的鑰匙串？ 想一想：很輕的小球?yàn)槭裁茨軌蛱嶂^重的鑰匙串呢？ 第二頁(yè)，共三十一頁(yè)?；仡欁鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度 an方向始終指向圓心an 哪來(lái)的？即an 是如何產(chǎn)生的？根據(jù)牛頓第二定律可知物體一定受到了指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。第三頁(yè)，共三十一頁(yè)。向心力1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力。 4、效果：只改變v 的方向，不改變v的大小。3、方向：方向始終與v 垂直，指向圓心。2、符號(hào)：Fn向心力

2、是不是一種新的性質(zhì)力？即向心力是不是與重力、彈力、摩擦力一樣都是按照某種性質(zhì)來(lái)命名的力？第四頁(yè)，共三十一頁(yè)。分析OF引F合F引 Fn在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力充當(dāng)向心力第五頁(yè)，共三十一頁(yè)。OGFNF豎直方向上FNG，故F 即為合力F合FFn在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力充當(dāng)向心力分析第六頁(yè)，共三十一頁(yè)。說(shuō)明1、向心力是按照效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。F合Fn2、向心力的來(lái)源：物體所受的合外力提供了物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。（可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力）在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力充當(dāng)向心力第七頁(yè)，共三十一頁(yè)。Fn=m v2rFn=m r2F

3、合man向心力大小與多個(gè)物理量有關(guān)，在分析向心力與某一物理量的關(guān)系時(shí)，要注意什么？當(dāng)m、v不變時(shí)，F(xiàn)n與r成反比；當(dāng)m、r不變時(shí)，F(xiàn)n與v成正比。當(dāng)m、不變時(shí)，F(xiàn)n與r成正比；當(dāng)m、r不變時(shí)，F(xiàn)n與成正比。能否利用實(shí)驗(yàn)粗略地驗(yàn)證向心力的表達(dá)式？F合Fnan = v2r向心力的大小第八頁(yè)，共三十一頁(yè)。用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？從運(yùn)動(dòng)的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F合 進(jìn)行比較2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測(cè)量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m v2rm？r

4、？v？m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時(shí)間t、h第九頁(yè)，共三十一頁(yè)。注意事項(xiàng)rOOlh1、h 并不等于紙面距懸點(diǎn)的高度2、小球與紙面不能接觸3、測(cè) t 時(shí)不能太久4、啟動(dòng)小球時(shí)應(yīng)確保小球做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)第十頁(yè)，共三十一頁(yè)。實(shí)驗(yàn)次數(shù)運(yùn)動(dòng)角度求向心力Fn受力角度求合力F合半徑r/m轉(zhuǎn)_圈時(shí)間t/s線速度v/ms-1向心力Fn/N高度h/m正切值tan合力F合/ N12345實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄第十一頁(yè)，共三十一頁(yè)。練一練小球在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)GFTF合小球在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)GFNFTFGF靜使轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)F下列物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力分別由什么力提供?第十二頁(yè)，共三十一頁(yè)。幾種常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)飛機(jī)在

5、水平面內(nèi)盤旋OmOlm豎直方向：FT cosmg水平方向：F合=m2l sin豎直方向：F升 cosmg水平方向：F合=m2rOrFTmgF合mgF合F升第十三頁(yè)，共三十一頁(yè)。幾種常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)OORmm豎直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2rOr豎直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2 R sinmgFNF合mgFNF合第十四頁(yè)，共三十一頁(yè)。幾種常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)mgFN物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)rF靜豎直方向：FNmg水平方向：F合=F靜=m2rABFa回顧：A、B一起向左加速，分析A的受力情況。F靜OF靜vv誰(shuí)充當(dāng)向心力？靜摩擦力指向圓心第十五頁(yè)，共三十一頁(yè)。幾種常見(jiàn)

6、的圓周運(yùn)動(dòng)OOFnFtF合vFnFtvF合速度增大的圓周運(yùn)動(dòng)速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力充當(dāng)向心力，方向始終指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。切向力Ft ：垂直半徑方向的合力向心力Fn ：沿著半徑（或指向圓心）的合力產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向第十六頁(yè)，共三十一頁(yè)。分析向心力來(lái)源的思路3、進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力2、確定圓周運(yùn)動(dòng)所在的平面，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、半徑及圓心位置1、明確研究對(duì)象第十七頁(yè)，共三十一頁(yè)。幾種常見(jiàn)的圓周運(yùn)

7、動(dòng)3、進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力2、確定圓周運(yùn)動(dòng)所在的平面，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、半徑及圓心位置1、明確研究對(duì)象第十八頁(yè)，共三十一頁(yè)。一般曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。r1r2一般曲線運(yùn)動(dòng)各個(gè)地方的彎曲程度不一樣，如何研究？把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。第十九頁(yè)，共三十一頁(yè)。小結(jié)或(2)表達(dá)式：總是指向圓心(1)方向：Fnm r2(3)來(lái)源： 不是一種新的力，可以由重力、彈力、摩擦力、引

8、力等提供或是其它力的分力、合力二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)FOFnFt改變速度的大小改變速度的方向第二十頁(yè)，共三十一頁(yè)。隨堂練習(xí)1、用細(xì)線拴柱一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A.在線速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷B.在線速度一定情況下，線越短越易斷C.在角速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷D.在角速度一定情況下，線越短越易斷BC第二十一頁(yè)，共三十一頁(yè)。隨堂練習(xí)2.質(zhì)量為m的球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸于天花板的O點(diǎn)，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直線成角，則以下正確的是A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為mgtanD.擺球做勻速

9、圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為gtanBCDrOGF合F第二十二頁(yè)，共三十一頁(yè)。隨堂練習(xí)3、質(zhì)量為m=1kg的物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度=2rad/s,如果物體到轉(zhuǎn)盤圓心的距離為R=0.5m,求物體受到的靜摩擦力大小.OGFNF靜2NF靜=第二十三頁(yè)，共三十一頁(yè)。例與練 2、一物體在水平面內(nèi)沿半徑 R=20cm的圓形軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng),線速度v =0.2m/s,則它的 向心加速度為_m/s2， 角速度為_ rad/s，周期為_s。0.212第二十四頁(yè)，共三十一頁(yè)。例與練3、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說(shuō)法中正確的是 A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤

10、道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小第二十五頁(yè)，共三十一頁(yè)。rRcos第二十六頁(yè)，共三十一頁(yè)。例與練關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說(shuō)法中正確的是 A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小BDORROORRO第二十七頁(yè)，共三十一頁(yè)。例與練第二十八頁(yè)，共三十一頁(yè)。小結(jié)an = v2ran = r21.定義:勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度2.意義:描述速度方向變化的快慢3.大小:4.方向:始終指向圓心(時(shí)刻改變)勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)向心加速度第