第2節(jié)向心力第六章

圓周運動高中物理人教版（2019）必修第二冊運動員松手鏈球就會飛出去觀察鏈球飛出的方向，有什么特點？沿著切線飛出鏈球在旋轉的過程中速度不斷改變鏈球在此過程中受到了力的作用才會旋轉向心力[學習目標]理解向心力的概念，會分析向心力的來源．01知道向心力大小與哪些因素有關，并能利用向心力表達式進行計算．02理解在變速圓周運動中向心力為合力沿半徑方向的分力．03PART01向心力的概念做勻速圓周運動的物體，其線速度方向在不斷變化，說明物體一定受到了力的作用。1．向心力的定義這個力稱為向心力（Fn）2．幾種常見模型模型一：用細線拴住小球在光滑水平面內做勻速圓周運動線的拉力提供向心力F向＝FT2．幾種常見模型重力和細線的拉力的合力提供向心力，F(xiàn)向＝F合模型二：F向＝FT水平分力或2．幾種常見模型模型三：用細線拴住的小球在豎直面內轉動至最高點時繩子的拉力和重力的合力提供向心力，F(xiàn)向＝F＋G2．幾種常見模型模型四：轉盤對物體的靜摩擦力提供向心力，F(xiàn)向＝Ff物體隨轉盤做勻速圓周運動，且相對轉盤靜止3．向心力的特點①向心力一定指向圓心思考：向心力是恒力還是變力？由幾種模型可以看出3．向心力的特點由于向心力方向一直指向圓心，一直在變化②向心力一定是變力在這個模型中，拉力和重力的合力提供物體做勻速圓周運動向心力。向心力是由某個力或者某幾個力的合力或者某個力的分力提供的。O'ωOθlmmgF合FT3．向心力的特點③向心力是效果力受力分析時,不能多出一個向心力。因為向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的一種力，通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個力，或幾個力的合力所提供。所以在這個模型小球只受兩個力：重力和繩的拉力。mgT向心力不是物體真實受到的一個力如果沒有足夠的向心力，物體速度方向就不會改變，它就不會做圓周運動。2．向心力的特點向心力一定指向圓心向心力一定是變力向心力是效果力概念判斷(1)向心力可以由重力或彈力等來充當，是效果力 (2)做勻速圓周運動的物體所受的向心力是恒力．

(3)向心力和重力、彈力一樣，是性質力．××√OFFFVVOV4．向心力的理解勻速圓周運動的線速度一定沿著切線方向向心力一定指向圓心所以向心力和線速度一定垂直向心力只改變速度方向！PART02向心力的計算探究向心力大小的表達式1、實驗器材：向心力演示器、兩個質量相同的鋼球和一個質量小的鋁球。向心力演示器124358762、向心力演示器的構造：勻速轉動手柄1、變速塔輪2和3、長槽4和短槽5、橫臂6、彈簧測力套筒7、標尺8。向心力的大小實驗方法：控制變量法當m、r、ω相同F(xiàn)n相同當m、ω一定Fn與r成正比當r、ω一定Fn與m成正比當m、r一定Fn與ω成正比1．向心力的大小大?。ㄓ肍n表示）：

根據(jù)實驗表明

大?。ㄓ肍n表示）：

1．向心力的大小練習1.（多選）關于做勻速圓周運動的物體所受的向心力，下列說法正確的是()A．因向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，故向心力是一個恒力B．因向心力指向圓心，且與線速度方向垂直，所以它不能改變線速度的大小C．它是物體所受的合外力D．向心力和向心加速度的方向都是不變的BC練習2.甲乙兩物體都做勻速圓周運動,其質量之比為1：2，轉動半徑之比為1∶2，在相同時間內甲轉過4周，乙轉過3周。則它們的向心力之比為（）A、1∶4

B、2∶3C、4∶9

D、9∶16C練習3．有一個驚險的雜技節(jié)目叫“飛車走壁”，雜技演員騎摩托車先在如圖所示的大型圓筒底部做速度較小、半徑較小的圓周運動，通過逐步加速，圓周運動半徑逐步增大，最后能以較大的速度在豎直的壁上做勻速圓周運動，這時使車子和人整體做勻速圓周運動的向心力是()A．圓筒壁對車的靜摩擦力B．筒壁對車的彈力C．摩托車本身的動力D．重力和摩擦力的合力BPART03變速圓周運動1.變速圓周運動的概念線速度大小，方向不斷變化的圓周運動向心力會影響線速度的大小嗎？不會FFnFt2.切向加速度如果所受合力不指向圓心，則合力會在沿線速度方向有分力，此力提供切向加速度切向加速度只改變線速度大小合力的方向與速度方向的夾角的關系：加速圓周：夾角小于90°勻速圓周：夾角等于90°，合力等于向心力減速圓周：夾角大于90°根據(jù)曲線運動的知識可知把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而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。在注意到這點區(qū)別之后，分析質點經過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法對一般曲線運動進行處理了。r1r2

處理一般曲線運動的方法：練習1(多選)如圖所示，一小球用細繩懸掛于O點，將其拉離豎直位置一個角度后釋放，則小球以O點為圓心做圓周運動，運動中小球所需的向心力是(

)A．繩的拉力B．重力和繩拉力的合力C．重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力D．繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力CD練習2．如圖所示，某物體沿1/4光滑圓弧軌道由最高點滑到最低點的過程中，物體的速率逐漸增大，則(

)A．物體的合力為零B．物體的合力大小不變，方向始終指向圓心OC．物體的合力就是向心力D．物體的合力方向始終與其運動方向不垂直(最低點除外)D練習3．(多選)關于物體所受合外力的方向，下列說法正確的是(

)A．物體做速率逐漸增加的直線運動時，其所受合外力的方向一定與速度方向相同B．物體做變速率曲線運動時，其所受合外力的方向一定改變C．物體做變速率圓周運動時，其所受合外力的方向一定指向圓心D．物體做勻速率曲線運動時，其所受合外力的方向總是與速度方向垂直AD練習4質量為m的小球，用