2向心力第六章圓周運動導(dǎo)入新課觀看視頻-空中飛椅—思考：1.飛椅與人在靜止時受到哪些力，這些力的合力是怎樣的？2.飛椅與人一起做勻速圓周

運動運動的過程中受到了

哪些力？所受合力的方向

有什么特點?交流討論1.圓周運動是勻速運動還是變速運動，合力是否為零？一、向心力2.實驗探究：問題1：你牽細線的手有什么感覺，小球受到細線拉力的方向有什么特點？問題2：突然松手，觀察發(fā)生什么現(xiàn)象？拉力的方向指向圓心松手后，小球沿切線方向做直線運動一、向心力問題3：你認為使小球做圓周運動的力指向何方？問題4：小球受到哪些力的作用，向心力是哪個力提供的？使小球做圓周運動的力指向圓心小球受重力、支持力和拉力，向心力由拉力提供一、向心力3.空中飛椅與人靜止時，受到哪些力的作用，合力為多少，飛椅與人一起做圓周運動時受到哪些力的作用，合力的方向怎樣，向心力是由什么力提供的？靜止時，受重力和繩的拉力，合力為零。圓周運動時，受重力和繩的拉力，合力水平，指向圓心，向心力由重力和拉力的合力提供O’OmgTFθLR梳理深化一、向心力1.定義：做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向

，這個

的力就叫作向心力。2.方向：始終指向_______，與線速度方向________，是時刻_______的.一、向心力圓心指向圓心圓心垂直變化O’OmgTFθLR一、向心力3.效果力：向心力方向與物體運動方向始終垂直，故向心力不改變速度的______，只改變速度的_______。向心力是根據(jù)力的作用_______來命名。4.向心力的來源：物體做圓周運動時，向心力由物體所受力中沿___________方向的力提供，可能是_________也可能是某個力的_______或某些力的________。指向圓心某個力分力合力大小方向效果O’OmgTFθLR鞏固提升例1.關(guān)于做圓周運動的物體所需的向心力，下列說法正確的是（）A.向心力方向與物體的速度方向相同B.向心力方向與物體的速度方向相反C.向心力方向總是保持不變D.向心力只改變速度方向，不改變速度大小一、向心力【解析】向心力方向指向圓心，速度方向沿切線方向，二者相互垂直，所以A、B錯，向心力方向時刻改變，所以C錯，向心力方向與速度方向垂直，所以只改變速度的方向不改變速度的大小，所以D對。D練習(xí)1.關(guān)于勻速圓周運動的向心力，下列說法錯誤的是（）A.向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的B.向心力可以是多個力的合力，也可以是其中一個力或一個力

的分力C.對穩(wěn)定的圓周運動，向心力是一個恒力D.向心力的效果是改變質(zhì)點的線速度的方向一、向心力C

例2.如圖所示，水平轉(zhuǎn)臺上放著一枚硬幣，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，硬幣沒有滑動，關(guān)于這種情況下硬幣的受力情況，下列說法正確的是（）A.受重力和臺面的持力B.受重力、臺面的支持力和向心力C.受重力、臺面的支持力、向心力和靜摩擦力D.受重力、臺面的支持力和靜摩擦力一、向心力DNmgf練習(xí)2.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體一起運動，關(guān)于物體的受力情況，下列說法正確的是（）A.重力、彈力、摩擦力

B.重力、彈力、摩擦力、向心力C.重力、彈力、向心力

D.重力、摩擦力、向心力一、向心力A

mgFfFN交流討論1.課堂實驗：感受向心力在繩子的一端栓一個小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內(nèi)做圓周運動，此時沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力，更換沙袋的質(zhì)量和繩長及速度，感受向心力的變化。問題1：你認為向心力的大小與哪些因素有關(guān)？二、向心力的大小物體的質(zhì)量、圓周運動的半徑及速度二、向心力的大小演示實驗：向心力的大小

問題1.用質(zhì)量比為2：1的鋼球和鋁球，使它們運動的半徑r和角速度相同，觀察得到露出的紅白相間方格數(shù)，向心力與質(zhì)量什么關(guān)系？問題2.當(dāng)質(zhì)量與角速度相同時，使它們運動半徑不同，觀察得到露出的紅白相間方格數(shù)，向心力與半徑什么關(guān)系？當(dāng)半徑和角速度一定時，向心力與質(zhì)量成正比當(dāng)質(zhì)量與角速度一定時，向心力與半徑成正比控制變量法二、向心力的大小問題3.當(dāng)質(zhì)量與半徑相同時，使它們運動的角速度不同，觀察得到露出的紅白相間方格數(shù)，向心力與角速度什么關(guān)系？當(dāng)質(zhì)量與半徑一定時，向心力與角速度的平方成正比梳理深化

勻速圓周運動所需向心力的大小為二、向心力的大小式中m是運動物體的質(zhì)量，r是運動物體轉(zhuǎn)動的半徑，ω是轉(zhuǎn)動的角速度。式中v是物體圓周運動線速度的大小?！居懻摗繌目?，F(xiàn)跟r成正比，從看，

F

跟r成反比。你如何認識這個問題？控制變量鞏固提升例3.圖甲為游樂園中“空中飛椅”的游戲設(shè)施，若將人和座椅看成一個質(zhì)點，則可簡化為如圖乙所示的物理模型，其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤，可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動，設(shè)繩長l＝10m，質(zhì)點的質(zhì)量m＝60kg，轉(zhuǎn)盤靜止時質(zhì)點與轉(zhuǎn)軸之間的距離d＝4.0m，轉(zhuǎn)盤逐漸加速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動，此時繩與豎直方向的夾角θ＝37°，不計空氣阻力及繩重，且繩不可伸長，sin37°＝0.6,cos37°＝0.8，g＝10m/s2，求質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時：二、向心力的大小解析：(1)如圖所示，對人和座椅進行受力分析，圖中F為繩子的拉力。在豎直方向：Fcos37°－mg＝0解得F＝＝750N。二、向心力的大?。?）繩子拉力的大小；（2）轉(zhuǎn)盤角速度的大小。(2)人和座椅在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，重力和繩子拉力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有mgtan37°＝mω2R，R＝d＋lsin37°聯(lián)立解得：ω＝＝rad/s?！敬鸢浮?1)750N；(2)rad/s二、向心力的大小練習(xí)3、用長為L的輕繩一端拴住物體，使物體在某一水平面內(nèi)作勻速圓周運動，但懸點不在此水平面內(nèi)，如圖所示，繩與豎直方向成θ角。分析以下問題：(1)什么力提供向心力？請計算合力的大小。(2)求物體做勻速圓周運動的角速度、線速度二、向心力的大小O’OθLR(1)重力和拉力的合力提供向心力。合力為(2)三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點交流討論1.視頻：仔細觀察擲鏈球的視頻，分析在加速圓周運動時繩的拉力是否完全與球的運動方向垂直，以及在“做一做”實驗中，沙袋加速時，繩子牽引沙袋方向與沙袋運動的方向是否完全垂直？如果不垂直，偏向哪側(cè)？不垂直，偏向速度的方向三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點交流討論

2.如果是減速圓周運動，合力是否與運動方向垂直，偏向哪側(cè)？3.在研究一般的曲線運動時，可以把這條曲線分割成很多很短的小段，質(zhì)點在每一小段的運動都可以看成圓周運動的一部分，試分析質(zhì)點的受力方向？不垂直，偏向速度的反方向合力指向運動軌跡內(nèi)側(cè)梳理深化1.把做變速圓周運動物體所受的合力沿切線方向和法線方向正交分解，得到一個沿法線方向的分力Fn和一個沿切線方向的分力Ft。Fn提供向心力，只改變速度的方向，F(xiàn)t只改變速度的大小。2.加速圓周運動時合力沿切線方向的分力與速度方向相同，減速圓周運動時合力沿切線方向的力與速度的方向相反。3.做曲線運動的物體合力指向曲線內(nèi)側(cè)。三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點鞏固提升例4.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小，下圖中A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，正確的是（）A．

B．

C．

D．三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點CFMNMNMNMNFFF鞏固提升練習(xí)4.如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A點運動到B點，這時突然使它所受的力反向，但大小不變，即由F變?yōu)?F，在此力的作用下，物體以后的運動情況，下列說法正確的是()A.物體可能沿曲線Ba運動

B.物體可能沿曲線Bb運動C.物體可能沿曲線Bc運動

D.物體可能沿原曲線BA運動三、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點CABabc課堂小結(jié)向心力向心力定義方向：指向圓心效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小來源：可以由某一力提供，也可以由幾個力的合力或分力提供公式或變速圓周運動和一般的曲線運動切向分力與速度共線，改變速度的大小法向分力與速度垂直，改變速度的方向向心力大小課外拓展1.圖甲是中國家家戶戶都有的團圓桌。餐桌上放一半徑為r=0.6m可繞中心軸轉(zhuǎn)動的圓盤，近似認為餐桌與圓盤在同一水平面內(nèi)，忽略兩者之間的間隙，如圖乙。將某小物體放置在圓盤邊緣，該物體與圓盤的動摩擦因數(shù)為μ=0.6，設(shè)小物體與圓盤以及餐桌之間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求緩慢增大圓盤的速度，物體從圓盤上甩出的速度。課外拓展【解析】由題意可得，當(dāng)小物體在圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動時，圓盤對小物體的靜摩擦力提供向心力，所以隨著圓盤轉(zhuǎn)速的增大，小物體受到的靜摩擦力增大。當(dāng)靜摩擦力最大時，小物體即將滑落，此時圓盤的角速度達到最大，為：

兩式聯(lián)立可得：所以速度為：2.直徑為0.5m的洗衣機脫水筒以40rad/s的角速度轉(zhuǎn)動，一衣物貼著桶壁相對桶壁靜止。（g取10