高一物理必修二向心力
向心力高一必修二知识点
向心力高一必修二知识点当我们谈到运动学时,向心力是一个非常重要的概念。
向心力是指当一个物体在做曲线运动时,它所受到的指向曲线中心的力。
在高一的必修二教材中,我们学习了很多关于向心力的知识点,接下来我们将对这些知识点进行介绍和解析。
首先,我们需要明确向心力是由什么产生的。
在物理学中,我们知道任何物体都会保持其直线运动状态,除非受到外力的作用。
而向心力正是这样一种外力,它使得物体改变其运动状态,从而产生曲线运动。
其次,我们需要了解向心力与物体运动状态之间的关系。
向心力的大小与物体的质量、速度和曲线的曲率有关。
根据牛顿第二定律,向心力的大小正比于物体的质量和加速度,反比于物体与曲线中心的距离。
换句话说,物体的质量越大、速度越快,或者曲线的曲率越大,物体所受到的向心力就越大。
然后,我们来讨论向心力的方向。
根据牛顿第一定律,当一个物体在做曲线运动时,它会受到向心力的作用,从而使其改变运动方向。
向心力的方向始终指向曲线的中心,而物体的运动方向则是向心力方向的切线方向。
这也就解释了为什么我们在车辆转弯时会产生向内的离心力。
在运动学中,我们还需要了解向心加速度与向心力之间的关系。
向心加速度是指物体在做曲线运动时,其速度发生变化的大小。
根据牛顿第二定律,向心加速度与向心力之间存在着直接的比例关系。
具体来说,向心加速度等于向心力除以物体的质量。
这个公式可以帮助我们计算向心加速度,从而进一步分析物体的运动状态。
最后,我们来看一下实际生活中向心力的应用。
向心力的应用十分广泛,例如在车辆转弯、过山车运动、地心吸力等方面都可以看到向心力的存在。
正是由于向心力的作用,我们才能够体验到这些有趣而刺激的运动。
总而言之,向心力是高一必修二物理中一个非常重要的知识点。
通过学习向心力,我们可以更好地理解曲线运动的本质,并且能够运用这些知识来解释一些日常生活中常见的现象。
希望通过本文的介绍,读者们对向心力有了更深入的理解和认识。
向心力 课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
么实际作用、解决什么问题;其次再
B.A的角速度一定写比课B题的的理角论速和度学术大价值。
C.A的向心力一定比B的向心力小
D.A所受细线的拉力一定比B所受细线的拉力小
7.如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦),对这时球的 受力情况正确的是( BC )
(1)F与m的关系 (2)F与r的关系 (3)F与ω的关系
保持r、ω一定
F m
保持ω 、m一定 F r
保持m、 r一定
F 2
实验结论: 物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比,与半径成
正比,与角速度的二次方成正比。
公式: Fn=mω2r
v 根据
推导向心力的另一表达式:
r
Fn
m
v2 r
又因为
B.因为速率不变,么所实以际作木用块、加解决速什度么问为题零;其次再 写课题的理论和学术价值。
C.木块下滑的过程中所受的合力越来越大
D.木块下滑过程中加速度大小不变,方向时刻指向球心
6.如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡
皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但
从加速度的角度看
仅有向心加速度的圆周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是变速圆周运动
课堂小结
05
典例
2.关于物体的运动和力的关系,下列说法正确的是( B )
A.做匀速直线运动的物体,所受合力可能不为零
首先要突出说明的是选题的现实价值,
B.做匀加速直线运动的物体,所受合力一定不每变一个研究的目的都是为了指导现实
高一物理必修二5.6向心力课件
FN
O
O
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
小木块向心力的来源? 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
O
Ff
G
F 向= F 合= F f
第五章 曲线运动
5.6 向心力
• 高一物理 明龙
1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动?
向 心 加 速 度 公 式
r
v r
2
2
an
4 n r
2 2
4 r 2 T
2
向 心 力
V
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律, 可得:
v Fn m r
2
Fn m r
2
向 心 力
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到 的指向圆心的合外力,叫向心力。 2.特点:方向始终与V垂直,指向圆心。 时刻发生变化,是变力。 3.大小:
A.两小球速率必相等
B.两小球角速度必相等
C.两小球加速度必相等
D.两小球到转轴距离与其质量成反比
学生展示
下列关于向心力的说法正确的是 A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变做圆周运动物体的速度大小 C.做匀速圆周运动的物体,其向心力就是它 所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力不变
学生展示
如图,半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动,小橡皮 块紧帖在圆筒内壁上,它与圆筒的摩擦因数为μ, 现要使小橡皮不落下,则圆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 其中:Ff=μFN 而由向心力公式: FN=mω2r g 解以上各式得: = r
6.2向心力精品PPT高一下学期物理人教版必修第二册2
2、当m、ω相同时,半径比为2:1,向心力的 比值也为2:1,因此F与半径R成正比。
3、当m、R相同时,角速度比值为2:1,向心力的比值 为4:1,因此F与角速度的平方成正比。
精确的实验表明,向心力的大小可以表示为
Fn
m
v2 r
Fn m 2r
Fn
F 向心力大小 4 2
m T r 2
n P A R T O N E
第六章 圆周运 动
§6.2 向心力
教学目标
1 2 3 4
教学重、难点
PART ONE
温故而知新
问题来了
游乐场里有各种有趣的游戏 项目。空中飞椅因其刺激性而 深受很多年轻人的喜爱。飞椅 与人一起做匀速圆周运动的过 程中,受到了哪些力?所受合 力的方向有什么特点?
脑洞大开
一个小球在细线的牵引 下,绕光滑桌面上的图钉 做匀速圆周运动(图 6.21)。用剪刀将细线剪断, 观察小球的运动。你认为 使小球做圆周运动的力指 向何方?
速圆周运动 (1)1 m/s (2)0.
(2)保持绳的长度和沙袋的质量不变,改变沙袋转动的速度,感受向心力的变化。 讨论:物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力?物块向心力的来源? D.向心加速度的大小相等 2、向心力的作用效果: Fn 向心分力,它产生向心加速度,改变速度的方向. 即圆盘对木块的静摩擦力f 那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢?
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力; ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动?
5 m,离水平地面的高度H=0. 感受影响向心力大小的因素,通过实验探究它们之间的关系
B、向心力不改变速度的大小; 向心力不是物体真实受到的一个力,不能说物体受到向心力的作用,只能说某个力或某几个力提供了向心力。
2022年人教版高中物理必修二第六章圆周运动第2节向心力第1课时 向心力
第六章 圆周运动2.向心力 第1课时 向心力【课标定向】1.通过实验,探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1.理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2.通过比较,知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3.利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n =m v 2r=m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动合力的作用效果: 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果:(1)跟圆周相切的分力F t :与物体运动的方向平行,改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n :与物体运动的方向垂直,改变线速度的方向。
2.一般曲线运动:(1)曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,称为一般的曲线运动,如图所示。
(2)处理方法:将曲线分割成为许多很短的小段,这样,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体,则运动员转弯时所需向心力的来源如何?所受的合力方向及作用效果是什么?提示:运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心,充当向心力,改变速度的方向。
如图,一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题:1.汽车受到的合力为零。
( ×)2.汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3.汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小,也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示,飞机在空中水平面内做匀速圆周运动;滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
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。
向心力—-高中物理必修第二册
答案:√
(3)向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。(
)
解析:向心力时刻指向圆心,与速度方向始终垂直,故只改变速度方
向,不改变速度大小。
答案:√
必备知识
自我检测
(3)若要讨论向心力与角速度的关系,应控制质量、半径不变。
(2)物体做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与线速度方向垂直且指向圆心。
小球所受的向心力突然变大
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千由上向下荡时:
游客在匀速转动过程中处于平衡状态
根据牛顿第二定律有FT-mg=
【实验器材】 向心力演示器、天平、质量不等的若干小球等。
来源:向心力是根据力的作用效果来命名的,它是由某个力或者几个力的合力提供的。
周运动
圆桶侧壁对木块的弹力提
供向心力,F 向=FN
示意图
探究一
探究二
探究三
探究四
随堂检测
变式训练1(2020浙江温州十五校联合体高一
上学期期末)如图所示是游乐园转盘游戏,游
客坐在匀速转动的水平转盘上,与转盘相对静
止,关于他们的受力情况和运动趋势,下列说
法中正确的是(
)
A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态
割成许多很短的小段,每一小段可看作一小段
圆弧,研究质点在这一小段的运动时,可以采用
圆周运动的分析方法进行处理,如图所示。
必备知识
自我检测
1.正误辨析
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。(
)
解析:向心力的方向在任何时刻都指向圆心,故方向不断变化,所以
向心力一定是变力。
答案:×
高一物理《第二章 第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度》课件
答案:B
返回
返回
[例1]
一圆盘可绕通过圆盘中心O
且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上
放置一小木块A,它随圆盘一起做匀速
圆周运动,如图2-2-2所示,则关于
图2-2-2
木块A的受力,下列说法正确的是
(
)
返回
A.木块A受重力、支持力和向心力
B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方 向与木块运动方向相反 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方 向指向圆心 D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方 向与木块运动方向相同
定时,与角速度的平方成 正 比;在半径和角速度一定时,
与质量成 正 比。
(2)向心力的公式:
v2 m mω2r 或F= r 。 F=
返回
[重点诠释]
1.向心力公式 v2 由向心力公式 F=ma=m =mω2r 可知,做匀速圆周运 r 动物体的向心力与物体的质量、线速度或角速度、半径有关 系。当线速度一定时,向心力与半径成反比;当角速度一定 时,向心力与半径成正比。
返回
解析:因为两轮的转动是通过皮带传动的,又皮带在传动 过程中不打滑,故两轮边缘各点的线速度大小一定相等, v2 在大轮边缘上任取一点 Q,因为 R>r,所以由 a= r 可知: aQ<aM。再比较 Q、N 两点的向心加速度大小,因为 Q、N 是在同一轮上的两点,所以角速度 ω 相等,又因为 RQ>RN, 则由 a=ω2r 可知,aQ>aN。综上可见,aM>aN。
答案:A
返回
[例3]
如图2-2-6所示,一个内壁光滑的圆锥形筒
的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相等
的小球A和B紧贴着筒的内壁分别在图中所示的水平面内做 匀速圆周运动,则以下说法中正确的是 A.A球的线速度必定大于B球的线速度 B.A球的角速度必定小于B球的角速度 ( )
高中物理必修二 第二章 第二节 第1课时 探究影响向心力大小的因素
三、定量研究影响向心力大小的因素
例4 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大
中某几个力的合力
因为有了向心力,物体才做圆周运动,力是因,圆周运动是果,A 错误; 物体做匀速圆周运动的向心力可以是某一个力,也可以是某几个力 的合力,也可以是某一个力的分力,D正确,B错误; 向心力的作用效果是改变速度方向,不改变速度的大小,C正确.
二、定性研究影响向心力大小的因素
例3 如图甲所示,某实验小组探究影响向心力大小的因素.用细绳系一纸杯 (杯中有30 mL的水),将手举过头顶,使纸杯在水平面内做圆周运动.
例2 (多选)(2022·遵义市北师大附属高级中学高一月考)下列关于向心力的
说法中,正确的是
A.物体开始做圆周运动后,过一段时间后就会受到向心力
B.向心力与重力、弹力、摩擦力一样,是一种特定的力,它只有在物体
做圆周运动时才产生
√C.向心力只能改变物体运动的方向,不能改变物体运动的快慢 √D.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中某一种力,也可能是这些力
Part 2
Part 1 明确原理 提炼方法
一、向心力
1.定义:物体做匀速圆周运动时所受合外力的方向始终指向轨迹的 圆心 , 这个指向 圆心 的合外力称为向心力. 2.方向:始终沿着 半径 指向圆心 ,总是与 线速度 方向垂直. 3.作用:只改变物体线速度的 方向 ,不改变线速度的 大小 . 4.向心力是根据力的 作用效果 命名的,它可以由某一个力提供,也可 以由 某一力的分力或某些力的合力提供.
向心力课件-高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
向心力的大小
(三种口味):
42
= 2
向心力的方向:始终指向圆心。
任务3:向心力的应用
地球质量为6.0×1024kg,地球与太阳的距离为1.5×1011m,
一年约为3×107s,地球绕太阳的运动可以看作匀速圆周
运动。太阳对地球的引力是多少?
如图所示,长0.40m的细绳,一端拴一质量为0.2kg
向 心 力
人教版高中物理必修二第六章第2节
任务1:探究向心力的来源
书本P27
书本P27
1.定义:做圆周运动的物体所受到的沿半径方向
v
的合力。
Fn
2.作用效果:改变线速度的方向,
不改变线速度的大小。
(时刻与线速度垂直)
OO
Fn
Fn
v
v
思考:向心力的来源
物块在圆桶中匀速转动
ω
F合=FN = Fn
G
物体所受支持力充当向心力
人造卫星绕地球做(近似)匀速圆周运动
F引
O
F合=F引 =
Fn
卫星受到地球的引力充当向心力
书本P28
如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略
摩擦),这时球受到的力是
A.重力和向心力
B.重力和支持力
C.重力、支持力和向心力
D.重力
(
)
下列关于向心力的说法中,正确的是 (
的小球,在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周
运动,若运动的角速度为5.0rad/s,则:绳对小球
需施多大的拉力.
圆周运动分析策略:
1.明确研究对象;
2. 运动分析,(圆心,半径,速度);
高一物理向心力知识点
高一物理向心力知识点高一物理知识点:向心力高一物理课程中的向心力是一个重要的概念。
向心力是指物体在旋转运动中受到的沿着半径方向的力,它使物体保持在曲线轨道上运动,而不是直线运动。
在本文中,我们将探讨向心力的原理、公式和一些实际应用。
一、向心力的原理向心力的原理由牛顿运动定律中的第二定律和牛顿万有引力定律推导得到。
它可以表达为:物体的质量乘以向心加速度等于向心力的大小。
向心加速度是物体在旋转过程中向心方向的加速度。
二、向心力的公式向心力可以用一个简单的公式来表示。
公式如下:向心力(F)= 质量(m) x 向心加速度(a_c)其中,质量(m)是物体的质量,向心加速度(a_c)是物体在曲线轨道上沿着半径方向的加速度。
三、向心力的应用向心力的概念在现实生活中有许多应用。
以下是一些例子:1. 旋转体感应:向心力使得物体在旋转过程中产生惯性力。
例如,当乘坐过山车时,向心力会使乘客产生向外的推力,从而造成身体倾斜的感觉。
2. 卫星轨道:卫星在绕地球运行时,受到地球的引力作用,这个引力就是向心力。
向心力使得卫星沿着圆轨道运动,保持稳定的轨道。
3. 离心机:离心机利用向心力的原理,通过高速旋转产生向外的离心力。
这种力使得混合物中的不同颗粒根据其质量的不同被分离出来。
4. 摩天轮:摩天轮的建设利用了向心力的原理。
当摩天轮开始旋转时,向心力推动乘客沿着圆周运动。
这种旋转带来的刺激感吸引了很多游客。
总结:向心力是高一物理中一个重要的概念。
它是物体在旋转运动中受到的沿着半径方向的力。
向心力的原理可以由牛顿运动定律和牛顿万有引力定律推导得到。
用公式表示时,可以使用向心力等于质量乘以向心加速度来计算。
在现实生活中,向心力有许多实际应用,如旋转体感应、卫星轨道、离心机以及摩天轮等。
理解和掌握向心力的知识,有助于我们更好地理解物体旋转运动的原理,并应用到生活和工作中。
新课标人教版高一物理必修二 第五章 第6节 向心力
D.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力
图5-6-6
解析:物体A在水平圆盘上,受重力竖直向下,支持力竖
直向上,且两力是一对平衡力。A是否受摩擦力,可通过 对A的运动状态分析得出:由于A随圆盘一起做匀速圆周 运动,必须有力提供向心力,重力与支持力的合力不能 提供向心力,只有A受到摩擦力作用,且此摩擦力方向指 向圆心,大于等于A所需的向心力,故只有B正确。 答案:B
图5-6-1
图5-6-2
(3)结论:代入数据后比较计算出的向心力Fn和钢球所受 向心力 合力F的大小,即可得出结论:钢球需要的 等于钢球
合力 所受外力的
。
3.变速圆周运动和一般的曲线运动 (1)变速圆周运动。 ①定义:线速度大小改变的圆周运动叫做变速圆周运动。 ②变速圆周运动同时具有向心加速度和切向加速度,匀速
4.我国计划于2013年发射的“嫦娥三号”卫星将实现软着 陆、无人探测及月夜生存三大创新。“嫦娥三号”探月 卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的 过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合
力可能是图5-6-7中的
(
)
图5-6-7
解析:“嫦娥三号”卫星做曲线运动时,其合外力一定 指向轨迹的凹侧,又因卫星的速度逐渐减小,故合外 力与速度间夹角应大于90°,故只有C正确。 答案:C
新课标人教版 高一物理 必修二
新知预习〃巧设计
要点一
第 五 章 第 6 节
名师课堂 〃一点通
要点二
要点三
创新演练 〃大冲关
随堂检测归纳小结 课下作业综合提升
1. 理解向心力的概念,并会分析向心 力的来源。 2.知道向心力大小与哪些因素有关, 理解向心力公式的含义并能用来进
行计算。
向心力(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
雪橇所受的摩擦力方向一定与运动方向相反,沿圆周的切线方向;
牵引力F有沿半径指向圆心的分力提供向心力,沿切向的分力与
Ff的合力改变雪橇速度的大小,故C正确。
做一做
3、用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有
关。
D
(1)图示情景正在探究的是________。
实 验
探究向心力大小的表达式
实验过程:控制变量的方法
(1)在角速度、轨道半径不变的条件下,探究向心力与质量的关系:
ω1:ω2
实验一 1:1
r1:r2
m1:m2
F1:F2
1:1
1:2
1:2
实验结论:在ω、r不变的条件下,
Fn ∝ m
(2)在角速度、质量不变的条件下,探究向心力与轨道半径的关系:
ω1:ω2
D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比
(1)控制半径、角速度不变,只改变质量,来研究向心力的大小与质量
之间的关系,故D正确。
(2)通过控制变量法,得到的结果为在半径和角速度一定的情况下,向
心力的大小与质量成正比,故C正确。
或者是某一个力的分力
D.向心力既改变物体速度的方向,也改变物体速度的大小
向心力时刻指向圆心,其方向时刻改变,因此向心力是一个变力,故A正
确;向心力是根据力的作用效果来命名的,它可以是物体受到的合力,
也可以是某一个力的分力,因此,在进行受力分析时,不能再分析向心
力,故B错误,C正确;向心力与线速度方向垂直,因此向心力只改变线
➢在分析质点经过曲线上某位置的运动时,就可以采用圆周运动的分析方法进行
处理了。
高中物理向心力教案(热门6篇)
高中物理向心力教案(热门6篇)高中物理向心力教案第1篇目录TOC o “1-3“ u 教学内容 PAGEREF _Toc393782737 h 1一、教学任务分析 PAGEREF _Toc393782738 h 1教材分析 PAGEREF _Toc393782739 h 1三维教学目标 PAGEREF _Toc393782740 h 1教学重点、难点 PAGEREF _Toc393782741 h 2二、学情分析 PAGEREF _Toc393782742 h 2三、教法学法 PAGEREF _Toc393782743 h 2教学方法 PAGEREF _Toc393782744 h 2学习方法 PAGEREF _Toc393782745 h 2四、教学过程 PAGEREF _Toc393782746 h 3新课引入 PAGEREF _Toc393782747 h 3新课讲授 PAGEREF _Toc393782748 h 3巩固练习 PAGEREF _Toc393782749 h 5课堂小结 PAGEREF _Toc393782750 h 5拓展提高 PAGEREF _Toc393782751 h 5课后思考 PAGEREF _Toc393782752 h 6板书设计 PAGEREF _Toc393782753 h 6五、教学特色 PAGEREF _Toc393782754 h 6《向心力》教学设计教学内容【课题】向心力【教材选择】普通高中课程标准(人教版)必修2 第五章第六节【课时安排】一课时【教学对象】高一学生一、教学任务分析教材分析《向心力》一节第五章曲线运动的重点、难点,具有承前启后的作用。
它既是本章知识的一个拐点,又是本章内容拓展的重要基础;通过学习,既能使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析,又能让学生从生活中的圆周运动分析提高到对天体运动及带电粒子在电磁场中的运动的分析及推演。
向心力课件-高一上学期物理人教版(2019)必修第二册
4、实验步骤
(1)向心力与质量关系
让钢球与铝球的质量之比为2:1。
其他条件相同的条件下,质
将钢球和铝球分别放在相同半径
量越大,套桶露出标度的格
处,摇动手柄。观察套桶露出标
数越多,即向心力越大
度的格数,比较向心力的大小。
(2)向心力与角度的关系
将两个质量相同的小钢球放在相同
其他条件相同的条件下,角速
这就是我们今天将要学习的问题。
一、向心力
1.定义:
做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心,这个指向圆心的力叫作
v
向心力。符号:F
N
F
2.方向:与速度方向垂直,时刻指向圆心,是变力。
O
O
F
F
3.作用效果:改变速度的方向。
v
v
如图所示的两个小球都在水平面内做匀速圆周运动,请对小球进行
受力分析。
思考:小球受重力、弹力
体所受支持力在水平方向上的分
mg
力充当向心力。
mg
滚筒洗衣机中物体随
在水平面内做匀速圆
滚筒一起匀速转动
周运动(不计摩擦)
物体所受重力、摩擦力和
玻璃球所受重力和内壁的
支持力的合力充当向心力
支持力的合力充当向心力
小物块在转台上
做匀速圆周运动
小物块所受静摩擦力充当向心力
判断:
1、做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力。( √ )
内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。
(2)保持沙袋转动的速度和绳的长度不变,改变沙袋的质量感受向心力的变化。
(3)保持绳的长度和沙袋的质量不变,改变沙袋转动的速度感受向心力的变化。
高一物理人教必修2课件:第五章第6节向心力
(多选)如图所示,一小球用细绳悬挂于 O 点,将其拉 离竖直位置一个角度后释放,则小球以 O 点为圆心做圆周运 动,运动中小球所需的向心力是( ) A.绳的拉力 B.重力和绳拉力的合力 C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
[解析] 如图所示,对小球进行受力分析,它受 重力和绳子拉力的作用,向心力是指向圆心方 向的合力.因此,可以说是小球所受合力沿绳 方向的分力,也可以说是各力沿绳方向的分力 的合力,选项 C、D 正确. [答案] CD
(2)由牛顿第二定律得 mgtan α=mrv2 由几何关系得 r=Lsin α 所以,小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
v= gLtan α·sin α. (3)小球运动的角速度
ω=vr =
gLtan α·sin Lsin α
α=
g Lcos α
小球运动的周期 T=2ωπ=2π
Lcos α g.
[答案]
mg (1)cos α
(2) gLtan α·sin α
(3)
g Lcos α 2π
Lcos α g
圆锥摆模型问题的特点 (1)物体只受重力和弹力两个力作用. (2)物体在水平面内做匀速圆周运动. (3)在竖直方向上重力与弹力的竖直分力大小相等. (4)在水平方向上弹力的水平分力提供向心力.
(4)列方程:沿半径方向满足 F 合=mvr2=mω2r,垂直半径方 向合力为零; (5)解方程求出结果.
长为 L 的细绳,一端拴一质量为 m 的 小球,另一端固定于 O 点,让其在水平面内 做匀速圆周运动(圆锥摆),摆线 L 与竖直方 向的夹角为 α,求: (1)细线的拉力 F; (2)小球运动的线速度的大小; (3)小球运动的角速度及周期.
高一物理必修二向心力知识点归纳
高一物理必修二向心力知识点归纳“向心力”、“向心加速度”是圆周运动中两个重要的物理量,是匀速圆周运动一章的重点内容。
下面是店铺给大家带来的高一物理必修二向心力知识点归纳,希望对你有帮助。
高一物理必修二向心力知识点向心力是从力的效果来命名的,因为它产生指向圆心的加速度,所以称它为向心力。
它不是具有确定性质的某种类型的力。
相反,任何性质的力都可以作为向心力,实际上它可是某种性质的一个力,或某个力的分力,还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力,做圆周运动的物体,速度方向时刻要改变,为了改变物体速度的方向需要一定大小的力,而向心力的大小恰好就等于所需要的力,因而它没有“余力”把物体拉向圆心。
物体做圆周运动时,沿半径指向圆心方向的外力(或外力沿半径指向圆心方向的分力)称为向心力,又称法向力。
向心力公式:F向=mrω(2)=mv(2)/r=4π(2)mr/T(2)—*(2)指的是前面一个字符的平方。
如果在光滑水平桌面的O点固定一根钉子,把绳的一端套在钉子上,另一端系一个小球,使小球在桌面上做匀速圆周运动。
小球之所以能绕着O点做匀速圆周运动,是因为绳对小球始终有一个拉力F,这个拉力的方向虽然不断变化,但总是沿着半径指向圆心,所以叫做向心力。
物体做曲线运动时,必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用。
匀速圆周运动是曲线运动,做匀速圆周运动的物体必定也受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用。
这个合外力就是向心力。
向心力指向圆心,而物体运动的方向沿切线方向,所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直。
物体在运动方向上不受力,在这个方向上没有加速度,速度大小不会改变,所以向心力的作用只是改变速度的方向。
向心力的大小与哪些因素有关呢?1.用质量不同的钢球和铝球做实验,使两球运动的半径r和角速度ω相同。
可以看出,向心力的大小与质量有关,质量越大,所需的向心力就越大。
2.换用两个质量相同的小球做实验,保持它们运动的半径相同。
向心力 课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
B.运动周期TA>TB
C.它们受到的摩擦力fA>fB
G
D.筒壁对它们的弹力NA>NB
牛二:确定圆心/半径→受力分析→(分解)→x轴/y轴列式
拓展:增大转速,f 和 N 如何改变?
二、牛二应用
4.(多选)如图所示,物块在水平圆盘上,与圆盘一起绕固定轴匀速运动.下列说法
中正确的是( ) A.物块处于平衡状态 B.物块受三个力作用
mg
方法:对象→圆(水平、竖直)→圆心→受力分析
一、课前练习
2、如图所示,质量相等的A、B两物体(可视为质点)放在圆盘上,到圆心的距离之比 是3:2,圆盘绕圆心做匀速圆周运动,两物体相对圆盘静止.则A、B两物体做圆周 运动的向心力之比为( ) A.1:1 B. 3:2 C. 2:3 D. 4:9 要点:寻找合适的公式 方法:控制变量法
(1)物块做平抛运动的初速度大小v0; (2)物块与转台间的动摩擦因数μ. 牛二:确定圆心/半径→受力分析→(分解)→x轴/y轴列式
二、牛二应用
5、质量为m的小球做圆锥摆时,细绳长 L,与竖直方向成 θ 角,求小球做匀速圆周
运动的拉力大小和角速度 ω 。
结论:圆锥摆角速度仅与摆球距离绳子结点的高度h有关
X轴:
G
三、课堂练习
5、图甲为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施,游客坐在转动的魔盘上,当魔盘转
速增大到一定值时,游客就会滑向盘边缘,其装置可以简化为图乙.若魔盘转速缓
慢增大,则游客在滑动之前
()
A.游客受到魔盘的摩擦力缓慢增大
B.游客始终处于平衡状态
C.游客受到魔盘的支持力缓慢增大
D.游客受到的合外力大小不变
平衡状态:匀速直线和静止 运动分析,牛二列式
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向心力一、向心力1.定义:做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力.2.方向:始终沿着半径指向圆心.3.表达式:(1)F n=mv2r(2)F n=mω2r (3)F n=m()2πT2r(4)F n=ma n4.向心力是根据力的作用效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.二、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动的合力:变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,如图所示.(1)跟圆周相切的分力F t:产生切向加速度,此加速度描述线速度大小变化的快慢.(2)指向圆心的分力F n:产生向心加速度,此加速度描述线速度方向改变的快慢.2.一般的曲线运动的处理方法(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动.(2)处理方法:可以把曲线分割成许多很短的小段,每一小段可看做一小段圆弧.研究质点在这一小段的运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.1.判断下列说法的正误.(1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力.(×)(2)向心力和重力、弹力一样,都是根据性质命名的.(×)(3)向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力.(√)(4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心.(×)(5)变速圆周运动的向心力大小改变.(√)(6)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变.(√)2.(多选)如图所示,用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动,关于小球的受力,下列说法正确的是()ADA.重力、支持力、绳子拉力B.重力、支持力、绳子拉力和向心力C.重力、支持力、向心力D.绳子拉力充当向心力三、匀速圆周运动问题分析1.匀速圆周运动问题的求解方法圆周运动问题仍属于一般的动力学问题,无非是由物体的受力情况确定物体的运动情况,或者由物体的运动情况求解物体的受力情况.解答有关匀速圆周运动问题的一般方法步骤:(1)确定研究对象、轨迹圆周(含圆心、半径和轨道平面).(2)受力分析,确定向心力的大小(合成法、正交分解法等).(3)根据向心力公式列方程,必要时列出其他相关方程.(4)统一单位,代入数据计算,求出结果或进行讨论.2.几种常见的匀速圆周运动实例图形受力分析力的分解方法满足的方程及向心加速度⎩⎨⎧F cos θ=mgF sin θ=mω2l sin θ或mg tan θ=mω2l sin θa n=g tan θ⎩⎨⎧F N cos θ=mgF N sin θ=mω2r或mg tan θ=mrω2a n=g tan θ⎩⎨⎧F升cos θ=mgF升sin θ=mω2r或mg tan θ=mrω2a n=g tan θ⎩⎨⎧F N=m A gF拉=m B g=m Aω2ra n=ω2r例1 如图所示,已知绳长为L =20 cm ,水平杆长为L ′=0.1 m ,小球质量m =0.3 kg ,整个装置可绕竖直轴转动.g 取10 m/s 2,问(1)要使绳子与竖直方向成45°角,试求该装置必须以多大的角速度转动才行? (2)此时绳子的张力为多大?解析 小球绕竖直轴做圆周运动,其轨道平面在水平面内,对小球受力分析如图所示,设绳对小球拉力为F T ,小球重力为mg ,则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力. 对小球利用牛顿第二定律可得: mg tan 45°=mω2r ① r =L ′+L sin 45°②联立①②两式,将数值代入可得ω≈6.44 rad/s F T =mgcos 45°≈4.24 N.例2 如图所示,有一个内侧光滑,可绕竖直中轴线转动的装置。
已知装置内侧斜面与水平面夹角θ=60°,当装置以恒定角速度ω转动时,离转轴距离r =10cm 有一质量为m =50g 的小物块与装置始终保持相对静止,求装置的角速度ω.例3 如图所示,一只质量为m 的老鹰,以速率v 在水平面内做半径为R 的匀速圆周运动,则空气对老鹰的作用力的大小等于(重力加速度为g )( ) A A.m g 2+(v 2R)2 B.m (v 2R)2-g 2 C.m v 2RD.mg例4 如图所示,细绳的一端系着质量为M =2kg 的物体A ,另一端通过光滑的小孔吊着质量为m =0.5kg 物块B ,A 的重心与圆孔的距离为0.5m 。
并已知A 与圆盘的最大静摩擦力与4N ,A 随水平圆盘一起转动,则水平转盘的角速度ω取何值可使B 高度不变。
(g 取10m/s 2)【解答】解:当物体M 在此平面绕中心轴线以ω角速度转动时,当M 恰好要向里滑动时,ω取得最小值为ωmin ,此时M 所受的静摩擦力达到最大为F max ,方向沿半径向外,由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力,根据牛顿第二定律和向心力公式有:,代入数据解得ωmin =1rad/s ;当M 恰好要向外滑动时,ω取得最大值为ωmax ,此时M 所受的静摩擦力达到最大为F max ,方向沿半径向里, 由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供所需要的向心力,根据牛顿第二定律和向心力公式有:,代入数据解得ωmax =3rad/s ;所以角速度范围是:1rad/s ≤ω≤3rad/s1、某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋.设绳长L =10m ,座椅的质量 m =60kg ,绳子悬挂点与转轴之间的距离r =4m .转盘逐渐加速转动,经过一段时间后座椅与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳子与竖直方向的夹角θ=37°(不计空气阻力、绳子的重力和绳子的形变量,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g =10m/s 2)求:座椅与转盘一起做匀速圆周运动时,绳子的拉力T 及转盘的角速度ω. 【解答】解:座椅与转盘一起做匀速圆周运动时Tcos θ=mg ① Tsin θ=m ω2R ②③根据几何关系有R =d+Lsin θ④ 由①②③④得T =750N,2、如图,光滑杆AB 长为L =3m ,B 端固定一根劲度系数为k=10N/m、原长为L0=2m的轻弹簧,质量为m=2kg的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接.OO'为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ=53°.当球随杆一起绕OO'轴匀速转动时,弹簧恰好处于原长,求:匀速转动时的角速度ω;(已知sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)【解答】解:(1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律可知mgtan53°=mω2Lcos53°解得3、质量为m的飞机,以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,如图,则空气对飞机的升力大小为(B)A.m B.mC.Mg D.m4、如图,水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆孔,质量为m的物体A放在转盘上,物体A到圆孔的距离为r,物体A通过轻绳与物体B相连,物体B的质量也为m.若物体A与转盘间的动摩擦因数为μ,则转盘转动的角速度ω在什么范围内,才能使物体A随转盘转动而不滑动?(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g)解析当A将要沿转盘背离圆心滑动时,A所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向指向圆心,此时A做圆周运动所需的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力,即F+F fmax=mrω12①由于B静止,故有F=mg②又F fmax=μF N=μmg③由①②③式可得ω1=g(1+μ)r当A将要沿转盘向圆心滑动时,A所受的摩擦力为最大静摩擦力,方向背离圆心,此时A做圆周运动所需的向心力为F-F fmax=mrω22④由②③④式可得ω2=g(1-μ)r故要使A随转盘一起转动而不滑动,其角速度ω的范围为ω2≤ω≤ω1,即g(1-μ)r≤ω≤g(1+μ)r.1.(多选)下面关于向心力的叙述中,正确的是()ACDA.向心力的方向始终沿着半径指向圆心,所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用力外,还一定受到一个向心力的作用C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力,也可以是这些力中某几个力的合力,或者是某一个力的分力D.向心力只改变物体速度的方向,不改变物体速度的大小2.如图所示,一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一小木块A,它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动,则关于木块A的受力,下列说法中正确的是()CA.木块A受重力、支持力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同3.如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,图中c方向沿半径指向圆心,a方向与c方向垂直.当转盘逆时针转动时,下列说法正确的是()AA.当转盘匀速转动时,P所受摩擦力方向为cB.当转盘匀速转动时,P不受转盘的摩擦力C.当转盘加速转动时,P所受摩擦力方向可能为aD.当转盘减速转动时,P所受摩擦力方向可能为b4.如图,一水平圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针).某段时间圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是()C5.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附着在筒壁上,如图所示,则此时()AA.衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用B.衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小D.筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大6.如图所示,水平圆盘上叠放着两个物块A和B,当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时,物块与圆盘始终保持相对静止,则()BA.物块A不受摩擦力作用B.物块B受5个力作用C.当转速增大时,A所受摩擦力增大,B所受摩擦力减小D.A对B的摩擦力方向沿半径指向转轴7.一质量为m的物体,沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行,如图所示,经过最低点时的速度为v,物体与轨道之间的动摩擦因数为μ,则它在最低点时受到的摩擦力为()CA.μmgB.μm v2R C.μm(g+v2R) D.μm(g-v2R)8.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面内做匀速圆周运动,以下物理量大小关系正确的是( ) A A.线速度v A >v B B.角速度ωA >ωB C.向心力F A >F B D.向心加速度a A >a B9.(多选)如图所示,A 、B 两球穿过光滑水平杆,两球间用一细绳连接,当该装置绕竖直轴OO ′匀速转动时,两球在杆上恰好不发生滑动.若两球质量之比m A ∶m B =2∶1,那么关于A 、B 两球的下列说法中正确的是( ) BCDA.A 、B 两球受到的向心力之比为2∶1B.A 、B 两球角速度之比为1∶1C.A 、B 两球运动半径之比为1∶2D.A 、B 两球向心加速度之比为1∶210.(多选)如图所示,水平转台上放着A 、B 、C 三个物体,质量分别为2m 、m 、m ,离转轴的距离分别为R 、R 、2R ,与转台间的动摩擦因数相同.已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当转台旋转时,下列说法中正确的是( ) AD A.若三个物体均未滑动,则C 物体的向心加速度最大 B.若三个物体均未滑动,则B 物体受的摩擦力最大 C.若转速增加,则A 物体比B 物体先滑动 D.若转速增加,则C 物体最先滑动11.(多选)如图,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m 的A 、B 两个物块(可视为质点).A 和B 距轴心O 的距离分别为r A =R ,r B =2R ,且A 、B 与转盘之间的最大静摩擦力都是F m ,两物块A 和B 随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止.则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是( ) CD A.B 所受合外力一直等于A 所受合外力 B.A 受到的摩擦力一直指向圆心 C.B 受到的摩擦力一直指向圆心D.A 、B 两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度为2F mmR12.长为L 的细线,拴一质量为m 的小球,细线上端固定,让小球在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,求细线与竖直方向成θ角时:(重力加速度为g )(1)细线中的拉力大小;(2)小球运动的线速度的大小.解析 (1)小球受重力及细线的拉力两力作用,如图所示,竖直方向:F T cos θ=mg ,故拉力F T =mgcos θ. (2)小球做圆周运动的半径r =L sin θ,向心力F n =F T sin θ=mg tan θ,而F n =m v 2r ,故小球的线速度v =gL sin θtan θ.13.如图所示,水平转盘上放有一质量为m 的物体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子长为r ,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:(重力加速度为g ) (1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度. (2)当角速度为3μg2r时,绳子对物体拉力的大小. 解析 (1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时,绳子拉力为零时转速达到最大,设此时转盘转动的角速度为ω0,则μmg =mω02r ,得ω0=μg r. (2)当ω=3μg2r时,ω>ω0,所以绳子的拉力F 和最大静摩擦力共同提供向心力,此时,F +μmg =mω2r 即F +μmg =m ·3μg 2r ·r ,得F =12μmg .14.如图所示装置可绕竖直轴OO ′转动,可视为质点的小球A 与两细线连接后分别系于B 、C 两点,当细线AB 沿水平方向绷直时,细线AC 与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球的质量m =1 kg ,细线AC 长L =1 m.(重力加速度g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)若装置匀速转动,细线AB 刚好被拉直成水平状态,求此时的角速度ω1的大小; (2)若装置匀速转动的角速度ω2=563rad/s ,求细线AB 和AC 上的张力大小F T AB 、F T AC .解析 (1)当细线AB 刚好被拉直,则AB 的拉力为零,靠AC 的拉力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有 mg tan 37°=mL AB ω12 解得ω1=g tan 37°L AB =522rad/s (2)若装置匀速转动的角速度ω2=563rad/s 竖直方向上有F T AC cos 37°=mg水平方向上有F T AC sin 37°+F T AB =mL AB ω22 代入数据解得F T AC =12.5 N ,F T AB =2.5 N.。