第六章圓周運動6.2向心力人教版(2019)必修第二冊

游樂場里有各種各樣有趣的游戲項目?？罩酗w椅因其刺激性而深受很多年輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運動的過程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特點？問題mgTT一、向心力(1)如圖甲所示，小球在細繩的牽引下在光滑的水平桌面上做勻速圓周運動。請思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？(2)如圖乙所示，物塊在水平圓盤上隨圓盤做勻速圓周運動。請思考：物塊受哪些力的作用？其合力方向如何？(3)如圖丙所示，小球在細繩的牽引下在空中做勻速圓周運動。請思考：小球受哪些力的作用？其合力方向如何？問題一、向心力細繩的拉力GFNOF臺面的靜摩擦力mgNf靜GTFθ小球重力和繩拉力的合力一、向心力1、向心力的定義做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。用Fn

表示。2、向心力的特點OFFFvv（1）向心力方向時刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）（2）向心力的作用：只改變線速度的方向不改變速度大?。?）力是矢量，向心力的方向時刻發(fā)生改變，所以向心力是變力一、向心力：下列的運動,哪個力可以提供向心力？ωGfFN3.向心力的來源實力分析問題桶對物塊的支持力提供向心力F合ωθO'ORθωθmmOrmgNmgNF合Fn=F合一、向心力3.向心力的來源實力分析⑴向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。⑵向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。二、向心力的大小實驗：感受向心力如圖所示，在繩子的一端拴一個小沙袋（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。換用不同質(zhì)量的沙袋，并改變沙袋轉(zhuǎn)動的速度和繩的長度，感受向心力的變化。猜想：向心力的大小與質(zhì)量、半徑以及轉(zhuǎn)動的快慢有關(guān)。思考與討論1.保持小球的轉(zhuǎn)動半徑不變，改變角速度，向心力大小如何變化？2.保持小球的角速度不變，改變轉(zhuǎn)動半徑，向心力大小如何變化？3.你認為做圓周運動的物體所受的向心力與哪些因素有關(guān)？新課講授方案：用向心力演示器探究向心力的大小1.實驗器材方案：用向心力演示器探究向心力的大小2.實驗原理

勻速轉(zhuǎn)動手柄，使變速塔輪以及長槽和短槽和槽內(nèi)的小球隨之勻速轉(zhuǎn)動，使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺。根據(jù)標尺上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。方案：用向心力演示器探究向心力的大小3.實驗探究方法：控制變量法方案：用向心力演示器探究向心力的大小實驗條件實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωb4.數(shù)據(jù)收集方案：用向心力演示器探究向心力的大小5.數(shù)據(jù)分析實驗條件實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωbFa=2FbF∝mFa=2FbF∝r4Fa=FbF∝ω2方案：用向心力演示器探究向心力的大小6.向心力大小計算公式：

新課講授思考與討論①運動員旋轉(zhuǎn)過程中，鏈球的速度怎樣變化？②通過觀察，你認為鏈球從開始到拋出過程中，鏈球所受繩的拉力方向與速度方向是否垂直？新課講授(一)做變速圓周運動的物體所具有的加速度aanat加速at——切向加速度，它改變速度的大小。an——向心加速度，它改變速度的方向。新課講授(二)做變速圓周運動的物體所受的力FFnFt結(jié)論：同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動，勻速圓周運動切向加速度為零。加速Ft——切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小。Fn——向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向。新課講授思考與討論

當物體做圓周運動的線速度逐漸減小時，物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90°還是小于90°呢？FFnFtv0大于90°Ft與物體運動的速度反向，使得物體的速度越來越小；Fn指向圓心，提供物體做圓周運動所需的向心力，改變物體速度的方向。(三)一般的曲線運動處理方法：

把一般曲線分割為許多很短的小段，每一段都可以看作圓周的一部分.這樣，在分析質(zhì)點經(jīng)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進行處理了.r1r21．下列關(guān)于向心力的說法中，正確的是（）A．向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，向心力是一個恒力B．向心力與重力、彈力、摩擦力一樣，是一種特定的力，它只有在物體做圓周運動時才產(chǎn)生C．向心力既能改變物體運動的方向，又能改變物體運動的快慢D．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等力中某一種力，也可以是這些力中某幾個力的合力D

D3．一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線是豎直的，圓錐固定，有質(zhì)量相同的兩個小球A和B貼著筒的內(nèi)壁在水平