5.7向心力(有动画)
5.7 向心力教案
5.7 向心力一、教材分析向心力一节是从动力学角度研究圆周运动的,是本章的重点、难点。
这部分知识既是对先前学习的牛顿第二定律和向心加速度综合升华,使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析,也是学习天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动的基础。
本节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性,是运动与力关系学习的好素材。
二、学情分析学生通过前面的学习,已经了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度,再由牛顿第二定律很容易得出向心加速度的表达式。
并且学生已经具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。
因此,本设计中就通过创设问题情景,与学生一同研究问题,获得知识。
三、教学目标1.知识与技能(1)了解向心力的概念及其表达式的确切含义,理解向心力是一种效果力。
(2)知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单计算。
(3)能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
(4)知道在变速圆周运动中,合外力的法向分力提供了向心力,切向分力用于加速。
2.过程与方法(1)通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并具体“做一做”来理解公式的含义。
(2)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。
并学会用运动和力的观点分析、解决问题。
3.情感态度与价值观(1)在解决问题的过程中,培养学生问题意识及思维能力.(2)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。
(3)密切联系生活,激发学生的学习兴趣。
四、教学重点、难点1. 教学重点:(1)明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
(2)运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
2. 教学难点:理解向心力的定义及其公式的变形,明确向心力是一个效果力,会分析向心力的来源,理解匀速圆周运动中供求关系五、教学过程1. 课程引入教师:前面两节课,我们学习了圆周运动的运动学特征,我们现来复习一下。
物理必修Ⅱ人教新课标5.7向心力课件
A、两小球以相同线速度运动时,长绳易断 B、两小球以相同角速度运动时,短绳易断 C、两小球以相同角速度运动时,长绳易断 D、不管怎样都是短绳易断。
17
二、 变速圆周运动的研究
1、单摆运动过程中受力特点:
Fx=Fn=T-F1 Fy=Ft=F2
结论:变速圆周运动中,Fn产生法 向加速度只改变速度的方向,FT产 生切向加速度只改变速度的大小。
7
3、向心力的方向:始终指向圆心, 是变力
4、向心力的大小:
由牛顿第二定律和向心加速度可得向心力公式:
mr
2
T
2
mr
2
f
2
mvw
5.向心力的单位:N
8
6.求解向心力Fn
O
θ
l
FT
h
r F合 O'
G
Fn=F合=mgtgθ
9
用圆锥摆粗略验证向心力公式:
需要测量的数据: m、r、转n圈数所用时间t、h 实验需要的器材: 钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒 表、直尺
x T
F2
F1
y
mg
18
2、变速圆周运动: (1)速率变化的圆周运动是变速圆周运动;(2)变 速圆周运动所受的合力一般不指向圆心。(3)向心力 由合外力指向圆心的分力提供。(4)由于牛顿第二定 律具有瞬时性,物体在任何位置向心力公式都适用
19
3、变速圆周运动合力的分解:
v
F合
Fn
Fn O
V
Ft
F合
5.7 向心力
1
复习:向心加速度
1、向心加速度的公式
2、向心加速度的方向向哪里?
向心力课件
06.2.26都灵冬奥会:短道速滑女子1000米比 赛中,中国选手王濛、杨扬分别获得银牌和铜牌, 为中国队再添两块奖牌。
探究
她们在弯 道处为什 么要将身 体倾斜呢? 你还能列 举生活中 这样的例 子吗?
二、变速圆周运动指向圆心方向的力 Fn 产生向心O 加速度 改变速度的方向 跟圆周相切的力 Ft 产生切向加速度 改变速度的大小 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动,同时具有向心 加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动。
§ 5.6 向 心 力
申雪绕赵宏博转动的图片
分析:光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转 动。小球受哪些力?合外力有何特点?
v
FN
.F
F OO F
mg
因为FN 与mg相平衡,所以 小球受到的合力为拉力F
v
F
v
结论:物体做匀速圆周运动时,合外力指向
圆心,且与速度v垂直。
一、向心力
1、定义:
做匀速圆周运动的物体一定受到沿半径指向圆心的 合外力,这个合外力产生向心加速度,所以叫向心力。
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
2、一般的曲线运动:
B
A
一般的曲线可以分成许多小段,每段都可以看做一小段 圆弧,各段圆弧的半径不一样。
分析:光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转动的 向心力。
FN
.F
mg
小球所受力:重力、支持力、绳对小球拉力 向心力由绳对小球的拉力来提供。
分析:圆锥摆的向心力。
y
F2 F
2、大小:
Fn
=man
m
v2 r
m2r m( 2 )2 r mv
T
3、方向:方向时刻发生变化(始终指向圆心且⊥v)
向心力课件ppt
自行车轮的向心力分析
总结词
稳定与控制
详细描述
自行车轮高速旋转时,车轮外侧的点具有较 大的速度,因此受到较大的向心力。而车轮 内侧的点速度较小,受到的向心力也较小。 这使得车轮在旋转过程中趋于稳定,不会被 离心力所破坏。同时,通过控制车轮的旋转 速度和半径,可以控制自行车行驶的稳定性 和平衡性。
汽车过弯的向心力考虑
03
天体运动的向心力分析
总结词
天体运动受到向心力的影响,使它们沿着圆形或椭圆形的轨 道运动。
详细描述
天体运动受到的向心力是万有引力与速度平方的乘积,这个 力将天体束缚在圆形或椭圆形的轨道上。通过分析天体运动 的向心力,我们可以了解天体运动的规律和特点。
地球的向心力分析
总结词
地球上不同位置的物体受到的向心力大 小不同,导致地球上物体的重量和重力 加速度也不同。
太空旅游
向心力的研究也为太空旅游提供了可能性,未来人们可能会利用向心力 在太空中进行更远距离的旅行。
向心力与未来娱乐
虚拟现实游戏
向心力可以用于开发更逼真的虚 拟现实游戏,让玩家感受到真实 的失重或超重体验,增强游戏的
娱乐性和吸引力。
主题公园体验
向心力原理也可以被用于设计更 刺激的主题公园项目,例如旋转 式过山车或者模拟飞行体验,让 游客体验到前所未有的刺激感。
单位与量纲
• 向心力的单位是牛顿(N),量纲是力的单位。在计算向心力时,需要使用物体的质量和速度的平方以及半径进行计算。
向心力的产生原因
• 向心力是由于物体在圆周运动中不断改变速度的方向而产生 的。由于速度是矢量量纲,因此物体在圆周运动中不仅有切 向速度,还有法向速度。切向速度使物体的速度大小发生变 化,而法向速度使物体的速度方向发生变化。因此,在圆周 运动中,物体受到一个指向圆心的法向加速度,这个加速度 不断改变物体的速度方向,从而产生了向心力。
高一物理必修二第五章第七节向心力(插入动画、视频)课件
2
辆保持在弯曲轨道上,实现有效转弯。
极坐标系中,物体的运动可以通过向心 力和角速度来描述,更加直观和简洁。
总结和展望
通过本课件的学习,希望大家能够了解向心力的概念、作用和计算方法,并能够在实验和应用中灵活运用。
Байду номын сангаас
向心力与离心力的关系
1
两者的定义和区别
向心力是使物体保持在曲线轨道上的力,而离心力是使物体远离轨道中心的力。
2
作用方向和效果的对比
向心力指向轨道中心,使物体保持轨道运动;离心力指向轨道外侧,使物体离开 轨道。
向心力的计算
1 给定条件下的计算方法
可以使用F = mv²/r公式来计算向心力的大小,其中m为物体质量、v为速度、r为半径。
2 实际案例分析
通过解析具体的实际案例,来演示如何使用向心力公式进行计算。
向心力的实验验证
实验设计
设计一个能够验证向心力的实验,并记录实验过程 和结果。
实验结果及结论
通过实验验证,结果表明物体在圆周运动中确实存 在向心力。
向心力的应用
1
转弯车辆的原理
转弯时,车辆受到向心力的作用,使车
极坐标系中的运动描述
公式解析和推导
向心力的大小可以用公式F = mv²/r来表示,其中F为向心力,m为物体质量,v为速度,r为 半径。
向心力的作用
1 物体运动的特点
当物体受到向心力作用时,它将保持在一个弯曲的轨道上,形成圆周运动。
2 向心力的应用举例
向心力的应用广泛,如行星围绕太阳的运动、人造卫星的轨道、摩托车在转弯时受到的 力。
高一物理必修二第五章第 七节向心力(插入动画、 视频)课件
向心力是指物体在圆周运动中受到的中心指向的力,它的大小与物体的质量 和速度有关。本课件将介绍向心力的概念、作用、计算方法,以及其在实验 和应用中的重要性。
物理:5.7《向心力》课件 (新人教版必修2)
(1)指导思路:凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向 指导思路: 指导思路 心力.而物体所受外力的合力充当向心力, 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. 问题的理论基础. (2)解题步骤: 解题步骤: 解题步骤 明确研究对象,对研究对象进行受力分析, ①明确研究对象,对研究对象进行受力分析,画出受 力示意图. 力示意图. ②将物体所受外力通过力的正交分解将其沿径向和切 向分解. 向分解.
列方程: ③ 列方程 : 沿半径方向满足 F 4π2mr ,沿切线方向 F 合 2=0. T2 解方程求出结果. ④解方程求出结果.
合
v2 2 1 = mrω = m r=
1. 做匀速圆周运动的物体具有 . 做匀速圆周运动的物体具有________, 据牛顿第 , 二定律,这个加速度一定是由于它受到了指向________, 二定律 ,这个加速度一定是由于它受到了指向 , 这个合力叫做________. . 这个合力叫做 2. 向心力并不是像重力 、 ________、 ________那样 . 向心力并不是像重力、 、 那样 作为具有某种________来命名的, 它是从力的________命 作为具有某种 来命名的, 它是从力的 命 来命名的 名的. 名的. 3.做圆周运动的物体受到如图所示的力 ,则物体正 .做圆周运动的物体受到如图所示的力F, 在沿圆周做________运动 , 分力 t 产生圆周 运动,分力F 产生圆周________的加 在沿圆周做 运动 的加 速度,简称为__________.分力 n 产生指向 速度 , 简称为 . 分力F 产生指向________的加 的加 速度,这就是 速度,这就是____________. .
特别提醒: 特别提醒: (1)向心力是效果力,由某一个力或者合力、分力提供, 向心力是效果力,由某一个力或者合力、分力提供, 向心力是效果力 对物体受力分析时不能考虑向心力. 对物体受力分析时不能考虑向心力.
5.7向心力
生活中的圆周运动—— 游乐场中做匀速圆周运动的游客
学
会 分 析 实 际 情 况
生活中的圆周运动——飞车走壁
学
会 分 析 实 际 情 况
思考:
链球、女运动员是在做匀速圆周运动?
难道向心力可以改变速度的大小? 怎么样使做圆周运动的物体 速度变大、变小、不变?
思变 匀速圆周运动所受的合力提供向心力,方向始终
∴F=m rω2 =m R• cos320•(2π/T) 2
O’ r A
R O
代数得:F=2.87×10-2N
5.6 向心力
思 考 1、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗?
为什么?
2、做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特 点?写出向心加速度的公式。
3.做匀速圆周运动的物体受力有什么特点? 受力的方向和大小如何确定?
回
顾
方向始终指向圆心
做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心,这
个加速度称为向心加速度 an
an 哪来的?
即an 是如何
产生的?
根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向 圆心的合力,这个合力叫做向心力。
向
心 1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的 力 指向圆心的合力,叫向心力。
向心力是不是一
种新的性质力?
因2为、在符运号动:方F向n上
所受的合外力为0,
即向心力是不是 与重力、弹力、
这个方向上的加速
摩擦力一样都是
O
G
F合=T =Fn
在匀速圆周运动中,合力提供向心力
思考:
小球受到哪些 力的作用? 向心力由什么 力提供?
θ
T
结论:
向心力由重力G和弹力T的
合力提供
G
人教版《向心力》课件ppt1〔完美版〕
2.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点, 并使之在水平面内做匀速圆周运动,细线与竖直线
成θ角,则以下正确的是
BCD
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
θ
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ F
F合O r
G
3、质量为m=1kg的物体相对转盘静止,
衡,所以合 G
力为F拉。
O F拉
v
小
球 受
FN
力
F拉
分
OO
析
FN与G 相平
衡,所以合 G
力为F拉。
O F拉 F拉
v
v
小
球 受
FN
力
F拉
分
OO
析
FN与G 相平
衡,所以合 G
力为F拉。
v
F拉 O F拉
F拉
v
v
结论:物体做匀速圆周运动,合外力
指向圆心,且与________垂直
向 心 力
定义:做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向
随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,
如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求
物体受到的静摩擦力大小.
ω
FN
O
F静
2N G
五、一般曲线运动:
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线
运动,可以称为一般曲线运动。
r2 rr1 1
问题讨论:一 般曲线运动各 个地方的弯曲 程度不一样, 如何研究?
处理方法----把曲线分割为许多极短的小段,每小 段都看作一小段圆弧.它们具有不同的曲率半径. 在分析质点在某位置的运动时可采用分析圆周运 动的方法进行处理.即向心力的公式仍然适用。
高中物理 第五章 曲线运动 5.7 向心力教案 新人教版必修2(2021年整理)
安徽省长丰县高中物理第五章曲线运动5.7 向心力教案新人教版必修2 编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(安徽省长丰县高中物理第五章曲线运动5.7 向心力教案新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为安徽省长丰县高中物理第五章曲线运动5.7 向心力教案新人教版必修2的全部内容。
5.7向心力摩擦力那样具有某种性质的力来命名的,它是效果力,是按力的效果名的,在圆锥摆实验中,向心力是小球重力和细线拉力的合力,还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力。
我有一个改进的实验,其装置如图 6.7—1所示,让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动,我认为利用该装置可以使测量值减少误差。
课堂训练说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的?(1)绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动?(2)火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?(3)在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物块受几个力,向心力由谁提供?参考答案(1)解析:小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀课堂训练(1)如图6.7-2所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20cm用一根长1 m的细绳,一端系一个质量为0。
5 kg的小球,另一端固定在钉子A 上.开始时球与钉子A、B在一条直线上,然后使小球以 2 m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动,若绳子能承受的最大拉力为 4 N,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?说明:需注意绳磋钉子的瞬间,绳的拉力和速度方向仍然垂直,球的速度大小不变,而绳的拉力随半径的突然减小而突然增大。
向心力课件ppt
向心力与半径的关系
总结词
向心力与半径成反比
详细描述
公式F=m*v^2/r中的r代表半径,当 半径增大时,向心力会减小,因此, 向心力与半径成反比关系。
THANKS
感谢观看
向心力的公式
总结词
向心力的公式是 F = mω²r 或 F = mv²/r,其中 m 是物体的质量,ω 是角速度,v 是线速度,r 是半径。
详细描述
向心力的公式有多种表达形式。其中一种是 F = mω²r,其中 m 是物体的质量,ω 是角速度,r 是半径。 这个公式适用于匀速圆周运动的情况。另一种是 F = mv²/r,其中 m 是物体的质量,v 是线速度,r 是半 径。这个公式适用于变速圆周运动的情况。
详细描述
在天体运动中,天体之间的引力充当向心力,使天体能够沿椭圆轨道运动。地球与月球、太阳之间的引力关系是 相互的,地球对月球的引力提供月球绕地球运动的向心力,同时地球也受到太阳的引力作用。
卫星轨道的稳定性
总结词
分析卫星轨道稳定性的原因,讨论卫星 轨道变化对卫星运行的影响。
VS
详细描述
卫星轨道的稳定性取决于多种因素,包括 地球引力、太阳辐射压和其他天体引力的 影响。地球引力是维持卫星轨道稳定的主 要因素,而太阳辐射压和其他天体的引力 可能导致轨道变化。卫星轨道的变化可能 导致卫星运行不稳定,甚至坠毁。
向心力课件
目录
• 向心力简介 • 向心力在生活中的应用 • 向心力在科学实验中的应用 • 向心力在物理问题中的应用 • 向心力与其他物理量的关系
01
向心力简介
向心力的定义
总结词
向心力是指物体受到的力,使其沿着圆周或曲线的中心点向 外运动。
详细描述
5.7向心力
G
②使转台匀速转动,转台上的物体也随 使转台匀速转动, 之做匀速圆周运动, 之做匀速圆周运动,转台与物体间没 有相对滑动
物体受重力、支持力、静摩擦力。 物体受重力、支持力、静摩擦力。合外 力为静摩擦力,方向指向圆心。 力为静摩擦力,方向指向圆心。
N f G
体会思考
【问题】:向心力是不是像重力、弹力、 问题】 向心力是不是像重力、弹力、 摩擦力那样按性质来命名的? 摩擦力那样按性质来命名的? 如果是, 如果是,那么它的施力物体是 什么?如果不是, 什么?如果不是,那它是按什 么来命名的? 么来命名的?
5.7 向心力
山东烟台招远 张长庚
复习
问题:匀速圆周运动的加速度有什么特点? 问题:匀速圆周运动的加速度有什么特点?
v2 1.大小: an = 大小: 大小 r
an = rω
2
an = vω
2.方向:总是与速度方向垂直,始终 方向:总是与速度方向垂直, 方向 指向圆心。 指向圆心。 所以: 所以:我们把匀速圆周运动的加速度又 称作向心加速度。 称作向心加速度。
2
2
3、变速圆周运动的合外力一般不等于向心力, 、变速圆周运动的合外力一般不等于向心力, 一般不指向圆心。(除了特殊位置) 。(除了特殊位置 一般不指向圆心。(除了特殊位置)
【练习】: 练习】
1:关于向心力说法中正确的是( 关于向心力说法中正确的是(
B、向心力不改变速度的大小; 向心力不改变速度的大小; C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的; 做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的; D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以 向心力是除物体所受重力、 是除物体所受重力 外的一种新的力
〖讨论与交流〗 讨论与交流〗
高中物理 专题5.7 生活中的圆周运动(讲)(基础版)(含解析)
5.7 生活中的圆周运动※知识点一、火车转弯问题1.火车车轮的特点火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。
2.火车弯道的特点弯道处外轨高于内轨,火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。
3.火车转弯的向心力来源火车速度合适时,火车只受重力和支持力作用,火车转弯时所需的向心力完全由支持力和重力的合力来提供。
如图所示。
4.轨道轮缘压力与火车速度的关系(1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。
(2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时,火车有离心运动趋势,故外轨道对轮缘有侧压力。
(3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时,火车有向心运动趋势,故内轨道对轮缘有侧压力。
★特别提醒:汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。
★思考与讨论1、火车转弯时的运动是圆周运动,分析火车的运动回答下列问题:(1)如果轨道是水平的,火车转弯时受到哪些力的作用?需要的向心力由谁来提供?(2)靠这种方式迫使火车转弯有哪些危害?如何改进?提示:(1)火车受重力、支持力和外轨对火车的弹力,弹力提供火车转弯所需的向心力.(2)由于火车质量很大,转弯时需要的向心力很大,容易造成对外轨的损坏,同时造成火车脱轨.可以把弯道处建成外高内低的斜面,由重力和支撑力的合力提供合心力.2、如图为火车在转弯时的受力分析图,试根据图讨论以下问题:(1)设斜面倾角为θ,转弯半径为R,当火车的速度为多大时铁轨和轮缘间没有弹力,向心力完全由重力与支持力的合力提供?(2)当火车行驶速度v>v0=gR tan θ时,轮缘受哪个轨道的压力?当火车行驶速度v<v0=gR tan θ时呢?【典型例题】【例题1】铁路转弯处的圆弧半径是300m ,轨距是1.435m ,规定火车通过这里的速度是72km/h ,内外轨的高度差应该是多大,才能使铁轨不受轮缘的挤压?保持内外轨的这个高度差,如果车的速度大于或小于72km/h ,会分别发生什么现象?说明理由。
向心力 课件
高速列车的控制系统也需要考虑向心力。列车控制系统应能够根据列车的速度、弯道半径 和列车的重量等信息,自动调整列车的运行状态,以确保列车安全、稳定地运行。
航天器轨道
卫星轨道
航天器在地球或其他天体周围运行时,需要承受来自天体的向心力。为了保持航天器的稳定运行,需要精确计算和控 制航天器的轨道参数,以确保航天器能够稳定地运行。
向心力的物理意义
总结词
向心力是描述物体做圆周运动时所受 约束的力,它体现了物体运动轨迹改 变的趋势。
详细描述和大小,它与物 体的质量和速度的平方成正比,与半 径成反比。
向心力公式
总结词
向心力公式是用来计算向心力的数学表达式,它由物体的质量、速度和半径决 定。
03
向心力在科学实验中的应用
Chapter
碰撞实验
总结词
通过观察物体碰撞的过程,可以研究向心力在物体运动中的 作用。
详细描述
在碰撞实验中,两个物体在相互碰撞时会发生速度和方向的 改变,这种改变与向心力有关。通过测量碰撞前后的速度和 角度,可以计算出向心力的大小,进一步理解向心力的作用 机制。
离心分离器
详细描述
向心力公式为 F = m * v^2 / r,其中 F 是向心力,m 是物体的质量,v 是物体 的速度,r 是物体做圆周运动的半径。根据这个公式,我们可以计算出物体在圆 周运动中所受的向心力大小。
02
向心力在生活中的应用
Chapter
车辆转弯
车辆在水平路面上转弯时,受到向心力的作用,使车辆 能够顺利完成转弯动作。
径对向心力大小的影响。
THANKS
感谢观看
车辆的向心力是由轮胎与路面之间的摩擦力提供的,摩 擦力的大小与车速和转弯半径有关。
5.7生活中的圆周运动(2)汽车过拱桥
7
生活中的圆周运动
火车拐弯可以看作水平方向的匀速圆周运动,汽车 过拱桥和涵洞可以看成什么方向的圆周运动呢?这 两种情况的向心力分别由什么力提供呢?
学习目标
• 1、能正确求解汽车过桥类问题。 • 2、能解释航天器中失重现象
独立学习
• 阅读课本,完成清学稿上知识梳理部分
• 一、拱形桥 • 1.汽车过拱形桥时的运动特点 • 汽车过拱形桥时做圆周运动,所需向心力由 支持力提供.Fra bibliotek重力 和
2.汽车在凸形桥的最高点时
• 二、航天器中的失重现象 • 1.航天器中物体的向心力:由物体的重力G和航天器的 支持力提供,即G-FN=m • (1)v= 时,航天员处于 完全失重 状态,即航天员
(或物体)对航天器无压力.
• (2)任何关闭了发动机又不受 完全失重 是一个 的环境. 阻力 的飞行器中,都
结论 • 航天器绕地球做近似地匀速圆周运动,此时重 力提供了向心力。航天器中的人随航天器一起 做匀速圆周运动,其向心力也是由重力提供的, 此时重力完全用来提供向心力,不对其他物体 产生压力,即里面的人和物处于完全失重状态。
拓展:
• 任何一个航天器,只要关闭了发动机,又不 受阻力(只受重力),里面的人和物也都处 于完全失重状态。
当v=
航天员处于完全失重状态
当堂训练
讨论
若汽车不在拱形桥的最高或最低点 时,又怎样求汽车对桥的压力呢? (设桥的半径为R,车的质量为m, 车速为v,车所在半径与竖直方向的 夹角为θ)
F
f
v2 m g cos FN m R
(
研究与讨论
听说过飞车走壁吗?汽车有无可能做这 样的运动?若可能应满足怎样的条件?
高一物理必修二第五章第七节 向心力(插入动画、视频)课件
A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
练 习 5、如图,半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动,小
橡皮块紧帖在圆筒内壁筒的角速度至少多 大?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) 解析:小橡皮受力分析如图。
小橡皮恰不下落时,有:
Ff=mg
及
其 ①方向时刻发生变化(始终指向圆心且与速
特 度方向垂直)
点 ②向心力的作用:只改变线速度的方向不改 变速度大小
③向心力是根据力的作用效果来命名的,
它可以是某一个力,或者是几个力的合力
来提供。
受力分析时, 不能
多出一个向心力。
思 考
向心力的大小 与哪些物理量 有关呢?
向
心
力
的 大
公式:Fn = mrω2
小球受力分析:
FN OO F
G
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子 的拉力的合力提供。
F向= F合= F
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动
ω FN 小球向心力的来源?
O Ff
由小球受到的重力、支持力、 静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力Ff
r
r
2
1
小结
匀速圆周运动:
v2 F向F合mr
mw2r
向心力的来源:可以是重力、弹力、摩擦
力等各种性质的力,也可以是几个力的合力,
还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时,由合力提供向心
力。
变速圆周运动:
F向 F合
F F F 向是 合的指向圆心方向的分力 n
练习 1、关于向心力说法中正确的是( )B
G
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➢ H.线速度越大,向心力越大
➢ I.向心力越大,线速度越大
➢ J.半径越大,向心力越小
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D
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C
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4.汽车在水平路面上转弯,地面的摩擦力已达到最
大,若汽车速率增大为原来的2倍时,( A )
答案C
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二、向心力的大小
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小
时刻指向圆心
结
只改变速度方向,不改变速度大小; 对物体不做功。
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F2 v F1
方法:正交分解法。如图将F分解为径向与 切向两个分量,F2产生向心加速度,F1产 生减速加速度。
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向心力的特点
➢ 向心力的定义: ➢ 质点做圆周运动,它受到的指向圆心的合外力叫
做向心力
➢ 向心力的特点:
➢ 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等其中的
➢ 可以是其中一个力;
➢ 可以是某个力的分力;
➢ 可以是几个力的合力;
➢ 可以是几个力分力的合力;
➢ 向心力是指向圆心的合力的效果。是效果力
➢ 向心力产生向心加速度,
➢ 关于向心力下列说法正确的是: ABCDEF
➢ A.向心力只改变速度方向,不改变速度大小
➢ B.向心力是指向圆心的合外力
➢ C.匀速圆周运动合力全部提供向心力
➢ D.变速圆周运动合力不一定都提供向心力
➢ E.变速圆周运动合力方向不一定都指向圆心
➢ F. 向心力可以是引力、弹力、摩擦力或合力
➢ G.角速度越大,向心力越大
Fn
mg
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2α9
A C
FT=mω2r=mv2/r
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f G
N m 2r
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f N
G
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f m v2 kmg R
v kRg
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变速圆周运动 合力不一定全部提供向心力
O
单摆
an
α
D
CT
G1 α G2
mg
T
加速 mg T
加速 a切
BT
A α G2
G1 mg
mg
减速
Fn1=T-mgcosα Fn2=T-mg
v
Fn3=T+mg
Fn4=T+mgcosα
拉力与重力分力的
拉力与重力分力的
合力提供向心力
合力提供向心力
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匀速圆周运动 合力一定全部提供向心力
N f
mg
α
T
F
α
匀速圆周 运动切向 速度大小 不变,没 有切向加 速度,只 有向心加 速度
Fn=F合=f静
mg Fn=F合=mgtanα
静摩擦力提供向心力 拉力和重力的合力提供向心力 或合力提供向心力 或拉力的水平分力提供向心力
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F切
v
加速运动
F合
Fn O 圆周 运动
减速运动 F切
v
F合
Fn O 圆周 运动
F切=ma切改变速度大小
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Fn=man太改原十二变中姚速维明度方向
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an
a合
a切
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往下做什 么运动?
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➢变速圆周运动,合外力不一定全部提 供向心力;
➢切向分力产生切向加速度; ➢径向(法向)分力产生向心加速度 ➢向心力时刻指向圆心。 ➢匀速圆周运动一定是变速运动, ➢变速圆周运动更是变加速运动
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方 法 提 示
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甲
v2乙Βιβλιοθήκη f m rr增大, f减小
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N mg
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解:飞机受力如图
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小球在水平面内做匀速圆周运动的受力
v
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v
F
O F
F
v
F
N
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G
绳子拉小球在 水平面内做匀 速圆周运动向 心力就是绳子 的拉力即合力
向心力只改变 速度的方向, 不改变速度的 大小
4
F
卫星做匀速圆周运动向心力
v
F
vF
F
v
吸引力提供向心力
A.半径增大到原来的4倍
B.质量增大到原来的2倍 C.半径减小到原来的 2 倍 D.质量减小到原来的1/2倍
mg m v2
r
v rg
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力才是产生加速度A的CD 原因,必须从力的角 度分析,运用牛顿定 律解题
N α
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➢向心力作用:只改变速度方向不改变 速度大小。
➢向心力对圆周运动的物体不做功
➢ 匀速圆周运动,合外力提供向心力; ➢ 向心力时刻指向圆心
➢ 匀速圆周运动一定是变速运动(变加速或 非匀变速)
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向心力来源
竖直面内的圆周运动 水流星、过山车
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一、向心力来源
光滑水平面绳子拉小球
V F
卫星绕地球匀速圆运动
Fn=FT=F合
Fn=F引=F合
拉力提供向心力
引力提供向心力
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小球在水平面做匀速圆周运动
小球受力分析:
FN G Fn FT F合
拉力即合 力提供向 心力
匀速圆周运动合力提供向心力
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切向:速度大 小不变,a切=0。 法向:速度方 向变化有向心 加速度
匀速圆周运动 的向心力就是 指向圆心的合 外力
向心力只改变 速度的方向, 不改变速度的 大小
5
向心力来源
水平圆盘上 物体随着圆 盘做匀速圆 周运动
圆锥摆
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向心力来源