《向心力》圆周运动PPT优质课件(第1课时实验:探究向心力大小的表达式)
合集下载
圆周运动向心力-PPT课件

R
ng
C.角速度ω= ng
R
D.角速度ω= ngR
题7 [2019•河南安阳三十六中高一检测][多选]如图 所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转 动而未滑动。当B圆C筒的角速度增大以后,下列说法正确的 是( ) A.物体所受弹力增大,摩擦力增大 B.物体所受弹力增大,摩擦力不变 C.物体所受弹力和加速度都增大 D.物体所受弹力增大,摩擦力减小
时,将摇臂平台向上移动,无限接近转动的小球。
(4)关闭电动机,测量O点到摇臂平台的高度h。
(5)改不需变要电动机的转动频率,重复上述实验。
本实验
(选填“需要”或“不需要”)测量小球的质
量。
4
2
f
2
h
D 2
请你根据所记录的O点到摇臂平台的高度h和小球的直径D,重
题13 [2019•北京平谷区高二期末]向心力演示器如图所示。转动手柄1, 可使变速塔轮2和3 以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2 和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀 速圆周运动,小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供, 球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出 标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少D可以显示出两个球所受向 心力的大小。现分别将小球放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大 小与半径的关系,下列做法正确的是( ) A.皮带分别套在塔轮2和3大小不同的圆盘上,用质量不同的小球做实验 B.皮带分别套在塔轮2和3大小不同的圆盘上,用质量相同的小球做实验 C.皮带分别套在塔轮2和3大小相同的圆盘上,用质量不同的小球做实验 D.皮带分别套在塔轮2和3大小相同的圆盘上,用质量相同的小球做实验
高中物理【实验:探究向心力大小的表达式】优秀课件

人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
[创新归纳] 本题的创新点体现在实验目的创新,由探究向心力大小与半径、角速 度、质量的关系的实验,迁移为测周期和重力加速度的实验。
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
1.向心力演示器如图所示。现将小球A和B分别放在两边的槽内,小 球A和B的质量分别为mA和mB,做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带 套在两塔轮半径相同的两个轮子上,实验现象显示标尺8上左边露出的 等分格子多于右边。下列说法正确的是( )
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
研究向心力与半径之间的关系
序号 1 2 3 4 5 6 Fn r
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
3.保持ω和r一定:研究小球做圆周运动所需向心力Fn与质量m之间的关 系(如图所示),记录实验数据。
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
研究向心力与质量之间的关系
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
解析:根据题意,皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,因而 ωA=ωB, 标尺 8 上左边露出的等分格子多于右边,因而 FA>FB,根据向心力公式 F =mω2r 知选项 A 正确,D 错误;根据向心力公式 F=mvr2知选项 B、C 错 误。
人教物理必修第二册
④如果Mg=___m__4_πt_22N__2(_L_-__h_)________近似成立,则可以认为本实验粗
略验证了向心力公式。
人教物理必修第二册
返回导航 上页 下页
解析:(1)②用秒表测出小球 A 转过 N 圈所用的时间 t,则小球 A 转动的周
期 T=Nt 。 ④小球 A 在水平面内做匀速圆周运动的向心力 F=m4Tπ22(L-h)=m4Ntπ22(L -h)=m4πt22N2(L-h),细绳对小球 A 的拉力提供小球 A 做匀速圆周运动的 向心力,细绳对小球 A 的拉力等于物块 B 的重力 Mg,则 Mg=m4πt22N2(L
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)

7、向心力的大小
根据牛顿第二定律: F ma
n
n
Fn
m v2 r
m 2 r
mvFn
m
4
T
2 2
r
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动,下列说法中正 确的是
A 在线速度一定情况下,线越长越易断
B 在线速度一定情况下,线越短越易断 C 在角速度一定情况下,线越长越易断
D 在角速度一定情况下,线越短越易断
向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知:物体做圆周运动,必然要 受到外力的作用。
那么,是怎样的力使物体做圆周运动呢?
【实验探究】 在下列圆周运动中,感受……
一、向心力
1、定义: 做匀速圆周运动的物体一定受到一 个指向圆心的合力,这个合力叫做向心力。
2、方向:总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变, 因此向心力是变力。
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时,
ω
Ff
合力提供向心力,即桶对
物块的支持力。
FN G
F向= F合= FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
θ
T
F
图2
G
小球重力和绳拉力的合力提供向心力
分
析 ④物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动
向
心
力
ω FN
的
来
源
O Ff
F向= F合= Ff
3、作用:只改变速度方向,不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件:物体做圆周运 动,合力大小不变,方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时,向心力分别 由什么力提供?
①人造地球卫星绕地球运动时;
《向心力》圆周运动PPT教学课件

1 向心力演示器
3.实验原理 探究方法:控制变量法。 ①控制小球质量和半径不变,探究向心力与___角__速__度___的关系。 ②控制小球质量和角速度不变,探究向心力与___半__径___的关系。 ③控制小球半径和角速度不变,探究向心力与___质__量___的关系。 4、实验步骤
(1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径 相同。调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度不一样。注意向 心力的大小与角速度的关系。
这个力对物体线速度 起阻碍作用
做匀速圆周运动的物体的合力与线速度垂直,即指向圆心
用圆锥摆粗略验证向心力 小球受到哪些力的作用? 向心力由什么力提供?
θ
F
F合O r
G 向心力由拉力F和重力G的合力提供
人 造 卫 星 绕 地 球 运 行时, 一定受到一个指向圆心的合力, 这个合力叫做向心力。 ①方向时刻发生变化(始终指向圆心且与速度方向垂直) 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。
(2)保持两个小球质量不变,增大长槽上小球的转动半径。调整塔轮
上的皮带,使两个小球的角速度相同。注意向心力的大小与半径的
关系。
(3)换成质量不同的小球,分别使两小球的转动半径相同。调整塔
轮上的皮带,使两个小球的角速度也相同。注意向心力的大小与质
量的关系。
(4)重复几次以上实验。
实验演示
5、数据收集与分析
情景引入
空中飞椅与人一起 做匀速圆周运动。
你知道它们在运动过程中所受合力的方向有什么特点吗? 这就是我们今天将要学习的问题。
新知讲解 一、向心力 思考与讨论 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。用剪刀将细线剪断,观察小球将做什么运动?你认 为使小球做圆周运动的力指向何方?
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
高中物理《向心力》pptPPT课件演示文稿

得出结论:
F与m的关系 F与r的关系 F与ω的关系
F=mω2r
F ∝m F∝ r F ∝ω2
空杯移球的原理:
F
G α
例:把一个小球放在漏斗中,晃动漏斗,可以使
小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运
动,如图,若小球转动的角速度为ω,如图倾角为
α,试求小球做圆周运动的半径。
F
F=mgtanα
α
F=mrω2 解得:r = g tanα/ω2
高中物理《向心力》pptPPT课 件演示文稿
(优质)高中物理《向心力》 pptPPT课件
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
o
小孩旋转模型
对上述几个物体进行受 力分析,并试着指出它 们合力的方向。
F
F cos F向
G
N F
G
向心力 1.定 义 2.方 向 3.作 用 4.来 源 5.大 小
猜想:向心力的大小和哪些因素有关?
方案:
细 线
小球
笔套
钩码
5、向心力公式
a = v2/r = ω2r
F=ma
F = mv2/r = mω2r
验证向心力的大小: 向心力演示器
介绍: 向心力演示仪
匀
速
FN
圆
周
F
F´
运
动
G
• 变速塔轮
探究向心力的大小:
控制变量法
保持r、ω一定 保持m、ω一定 保持r、m一定
G
α
变式:如图所示,两个质量相同的小球A和B,
紧贴光滑圆锥的内壁分别在水平面内做如图所示
的匀速圆周运动,则(ACD) A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A、B两球的角速度大小相等 A
F与m的关系 F与r的关系 F与ω的关系
F=mω2r
F ∝m F∝ r F ∝ω2
空杯移球的原理:
F
G α
例:把一个小球放在漏斗中,晃动漏斗,可以使
小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运
动,如图,若小球转动的角速度为ω,如图倾角为
α,试求小球做圆周运动的半径。
F
F=mgtanα
α
F=mrω2 解得:r = g tanα/ω2
高中物理《向心力》pptPPT课 件演示文稿
(优质)高中物理《向心力》 pptPPT课件
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
o
小孩旋转模型
对上述几个物体进行受 力分析,并试着指出它 们合力的方向。
F
F cos F向
G
N F
G
向心力 1.定 义 2.方 向 3.作 用 4.来 源 5.大 小
猜想:向心力的大小和哪些因素有关?
方案:
细 线
小球
笔套
钩码
5、向心力公式
a = v2/r = ω2r
F=ma
F = mv2/r = mω2r
验证向心力的大小: 向心力演示器
介绍: 向心力演示仪
匀
速
FN
圆
周
F
F´
运
动
G
• 变速塔轮
探究向心力的大小:
控制变量法
保持r、ω一定 保持m、ω一定 保持r、m一定
G
α
变式:如图所示,两个质量相同的小球A和B,
紧贴光滑圆锥的内壁分别在水平面内做如图所示
的匀速圆周运动,则(ACD) A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A、B两球的角速度大小相等 A
《向心力》教学PPT课件【高中物理必修2(人教版)】

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。
新课学习
1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的
指向圆心的合力,叫向心力。
向心力是不是一
向 心
因2为、在符运号动:方F向n 上
所受的合外力为0,
种新的性质力? 即向心力是不是 与重力、弹力、
力
这个方向上的加速
摩擦力一样都是
第五章·第六节
向心力
复习旧课
1.定义:匀速圆周运动的加速度 2.意义:描述速度方向变化的快慢
3.大小:
an
=
v2 r
an =rω2
4.方向:始终指向圆心(时刻改变) 匀速圆周运动是变加速动
课前导入
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
3、实验器材有哪些? 铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表
4、实验过程中产生误差的原因主要有哪些?
头脑风暴
注意事项
1. h 并不等于纸面距悬点的高度。
2. 小球与纸面不能接触。
3. 测 t 时不能太久。
4. 启动小球时应确保小球做的 是匀速圆周运动。
O
lθ h
r O'
新课学习
变 速 圆 周 运 动
T
O
F合=T =Fn
G
在匀速圆周运动中,合力提供向心力
新课学习
滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时; 向心力由什么力提供?
f N
G
在匀速圆周运动中, 合力提供向心力
新课学习
1、向心力是按照效果命名的力,并不是物体额外受到的一个力;
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。
新课学习
1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的
指向圆心的合力,叫向心力。
向心力是不是一
向 心
因2为、在符运号动:方F向n 上
所受的合外力为0,
种新的性质力? 即向心力是不是 与重力、弹力、
力
这个方向上的加速
摩擦力一样都是
第五章·第六节
向心力
复习旧课
1.定义:匀速圆周运动的加速度 2.意义:描述速度方向变化的快慢
3.大小:
an
=
v2 r
an =rω2
4.方向:始终指向圆心(时刻改变) 匀速圆周运动是变加速动
课前导入
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
3、实验器材有哪些? 铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表
4、实验过程中产生误差的原因主要有哪些?
头脑风暴
注意事项
1. h 并不等于纸面距悬点的高度。
2. 小球与纸面不能接触。
3. 测 t 时不能太久。
4. 启动小球时应确保小球做的 是匀速圆周运动。
O
lθ h
r O'
新课学习
变 速 圆 周 运 动
T
O
F合=T =Fn
G
在匀速圆周运动中,合力提供向心力
新课学习
滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时; 向心力由什么力提供?
f N
G
在匀速圆周运动中, 合力提供向心力
新课学习
1、向心力是按照效果命名的力,并不是物体额外受到的一个力;
《向心力》圆周运动PPT课件

下面我们从受力分析开始分析
OO F
FN FN与G相平衡,所以合力为拉力F 用剪刀将细线剪断,小球将沿切 线方向飞出,做匀速直线运动。
G
结论:对于做匀速圆周运动的小球 1、所受的合力为细线的拉力; 2、拉力即为使小球做圆周运动的力; 3、拉力的方向指向圆心。
自学感知 梳理教材夯实基础
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 力叫作向心力. 2.方向:始终沿着 半径 指向 圆心. 3.作用:只改变速度的 方向 ,不改变速度的 大小 . 4.向心力的来源:向心力是由 某个力或者几个力的合力 提供的.是根据力 的 作用效果 命名的,
力就叫作向心力,用符号:Fn 2、方向:始终指向圆心(与v 垂直或与半径垂直),是变力。
3、向心力来源
向心力是根据力的作用效果命名的,它不是具有确定性质的某种力,
它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。
4、向心力的大小可以表示为:Fn = mω2r
Fn= mv2/r
v0 Ft
F Fn
例题2、如图所示,在物体沿曲线从M点到N点的运动过程中,速度逐渐 减小.在此过程中物体所受合力F的方向可能是
√
解析 做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧,A、D错 误;由于速度逐渐减小,故合力F的方向与速度方向的夹角应大于90°, C正确,B错误.
课堂小结
1、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
【解析】(1)由几何关系可知,支持力与水平方向的夹角为:θ=30°
对小球受力分析可知:FNsin 30°= mg,
解得:FN= 2 mg。
(2)根据牛顿第二定律可知:FNcos
30°=
m v2 , Rcos 30
OO F
FN FN与G相平衡,所以合力为拉力F 用剪刀将细线剪断,小球将沿切 线方向飞出,做匀速直线运动。
G
结论:对于做匀速圆周运动的小球 1、所受的合力为细线的拉力; 2、拉力即为使小球做圆周运动的力; 3、拉力的方向指向圆心。
自学感知 梳理教材夯实基础
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 力叫作向心力. 2.方向:始终沿着 半径 指向 圆心. 3.作用:只改变速度的 方向 ,不改变速度的 大小 . 4.向心力的来源:向心力是由 某个力或者几个力的合力 提供的.是根据力 的 作用效果 命名的,
力就叫作向心力,用符号:Fn 2、方向:始终指向圆心(与v 垂直或与半径垂直),是变力。
3、向心力来源
向心力是根据力的作用效果命名的,它不是具有确定性质的某种力,
它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。
4、向心力的大小可以表示为:Fn = mω2r
Fn= mv2/r
v0 Ft
F Fn
例题2、如图所示,在物体沿曲线从M点到N点的运动过程中,速度逐渐 减小.在此过程中物体所受合力F的方向可能是
√
解析 做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧,A、D错 误;由于速度逐渐减小,故合力F的方向与速度方向的夹角应大于90°, C正确,B错误.
课堂小结
1、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
【解析】(1)由几何关系可知,支持力与水平方向的夹角为:θ=30°
对小球受力分析可知:FNsin 30°= mg,
解得:FN= 2 mg。
(2)根据牛顿第二定律可知:FNcos
30°=
m v2 , Rcos 30
向心力ppt课件

o
V=0m/s
F=21N
分析:如果小球在最高点的速度v=1m/s,轻杆对小球有作用力吗?小球做何运动?
轻杆对小球有向上的支持力,小球做圆周运动
如球在空心圆形轨道内做圆周运动,又该如何分析?
能通过最高点的条件:
用轻杆连着的小球或小球在空心圆形轨道内,在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况。
当 ,此时轻杆(轨道外侧)对球产 生拉力(压力),重力与支持力合力提供向心力 当 ,此时轻杆(轨道)对球的 作用力为0 ,重力提供向心力 当 ,此时轻杆(轨道内侧)对球提 供支持力,重力与支持力的合力提供向心力
例3.长度为0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为3kg的小球,以O点为圆心,在竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为2m/s,取g=10m/s2,则此时轻杆OA将 ( ) A.受到6.0N的拉力 B.受到6.0N的压力 C.受到24N的拉力 D.受到54N的拉力
o
B
能通过最高点的条件: (此时细绳开始对小球产生拉力)
01
不能通过最高点的条件: (球还没有到达最高点就脱离了轨道)
02
小结:1、用细绳栓着的小球,在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况。
03
临界条件:小球到达最高点时细绳的拉力刚好等于0,此时小球的重力刚好提供其做圆周运动的向心力
04
(3)当 ,此时轻杆(轨道外侧)对球产 生拉力(压力),重力与支持力合力提供向心力
如果物体做的是非匀速圆周运动,合外力不一定是向心力.
但物体与所处半径方向上的合力就是向心力
f
01
(1)做匀速圆周运动的物体所受
02
合外力就是向心力
03
如果物体做的是非匀速圆周
《向心力》圆周运动PPT(第一课时向心力)

mg
cos37
(2)质点在水平面内做匀速圆周运动,重力和绳子拉力的 合力提供向心力,根据牛顿第二定律有 mgtan37°=mω2R R=d+lsin37° 联立解得
答案:(1)750 Ndgt(alsn2i3n)737rad2/3srad / s。
3 2
【规律方法】分析匀速圆周运动问题的基本步骤 (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。 (2)确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、半径。 (3)将物体所受外力通过力的正交分解,分解到沿切线 方向和沿半径方向。
【解析】小球A做圆周运动的向心力为绳子的拉力, 故FT=mω2r B恰好不离开地面时 FT=Mg
解上述两个方程得ω=20 rad/s,B不离开地面时拉力 FT不大于B的重力,故A球做圆周运动的角速度应小于等 于20 rad/s。 答案:A球做圆周运动的角速度应小于等于20 rad/s
二 变速圆周运动与一般曲线运动 1.变速圆周运动合力的作用效果:
【思考·讨论】 一列高铁列车匀速驶入如图所示的曲线 弯道时,怎样研究它的运动规律? (科学思维) 提示:高铁列车匀速驶入曲线弯道某一路段时,可以看 作圆周运动的一部分。
【典例示范】 如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,且与 转盘相对静止,图中c沿半径指向圆心,a与c垂直,下列 说法正确的是 ( )
【解析】选B。小物体做匀速圆周运动,合力指向圆心, 对小物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图所 示;
重力和支持力平衡,静摩擦力提供向心力,故B正确。
2.如图所示,沿半径为R的半球型碗的光滑内表面,质量 为m的小球正在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动, 小球离碗底的高度h= ,试求(结果可用根号表示):
cos37
(2)质点在水平面内做匀速圆周运动,重力和绳子拉力的 合力提供向心力,根据牛顿第二定律有 mgtan37°=mω2R R=d+lsin37° 联立解得
答案:(1)750 Ndgt(alsn2i3n)737rad2/3srad / s。
3 2
【规律方法】分析匀速圆周运动问题的基本步骤 (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。 (2)确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、半径。 (3)将物体所受外力通过力的正交分解,分解到沿切线 方向和沿半径方向。
【解析】小球A做圆周运动的向心力为绳子的拉力, 故FT=mω2r B恰好不离开地面时 FT=Mg
解上述两个方程得ω=20 rad/s,B不离开地面时拉力 FT不大于B的重力,故A球做圆周运动的角速度应小于等 于20 rad/s。 答案:A球做圆周运动的角速度应小于等于20 rad/s
二 变速圆周运动与一般曲线运动 1.变速圆周运动合力的作用效果:
【思考·讨论】 一列高铁列车匀速驶入如图所示的曲线 弯道时,怎样研究它的运动规律? (科学思维) 提示:高铁列车匀速驶入曲线弯道某一路段时,可以看 作圆周运动的一部分。
【典例示范】 如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,且与 转盘相对静止,图中c沿半径指向圆心,a与c垂直,下列 说法正确的是 ( )
【解析】选B。小物体做匀速圆周运动,合力指向圆心, 对小物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图所 示;
重力和支持力平衡,静摩擦力提供向心力,故B正确。
2.如图所示,沿半径为R的半球型碗的光滑内表面,质量 为m的小球正在虚线所示的水平面内做匀速圆周运动, 小球离碗底的高度h= ,试求(结果可用根号表示):
2021学年高中物理第六章圆周运动2.1向心力课件人教版必修2.ppt

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的方向的分力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
【解析】选C、D。如图所示,
对小球进行受力分析,它受重力和绳的拉力,向心力 由指向圆心O方向的合力提供,因此,它可以是小球 所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向分 力的合力,故选C、D。
(2)对于一般的曲线运动,能否采用圆周运动的分析方 法处理? 提示:可以,把物体运动的曲线分割成很短的小段, 物体在每一小段上的运动都可看作圆周运动的一部分, 确定出每一部分的半径r,就可以根据向心力公式进行 处理,如图:
【结论生成】 1.变速圆周运动中物体的受力特点: (物理观念) (1)物体做变速圆周运动的原因:所受合力的方向不是 始终指向圆心。
某大型游乐场的过山车,高达60米,惊险刺激。
【问题探究】 (1)当过山车向下运动到如图位置时,过山车所受合力 的方向还指向圆心吗?你能否总结物体的速率变化情 况与所受合力方向的夹角关系? 提示:①过山车在题图位置受重力和轨道的支持力, 其合力方向并不指向圆心。
②当速率增大时,物体受到的合力与瞬时速度之间的 夹角是锐角;当速率减小时,物体受到的合力与瞬时 速度之间的夹角是钝角。
C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力, 也可以是某一种力或某一种力的分力 D.做变速运动的物体一定受到向心力作用
【解析】选A、B、C。向心力是使物体做圆周运动的原 因,它可由各种性质力的合力、某一个力或某一个力 的分力提供,方向始终从做圆周运动的物体的所在位 置指向圆心,是根据力的作用效果命名的,只改变线 速度的方向,不改变线速度的大小。
(3)图丙中,小球做匀速圆周运动的向心力由哪些力提 供? 提示:小球受重力和拉力,向心力由合力提供。
《向心力》圆周运动PPT优秀课件精品公开课比赛

探究方案三 利用力传感器和光电传感器探究 1.实验原理与操作 如图5所示,利用力传感器测量重物做圆周运动的向心力,利用天平、刻度尺、光电 传感器分别测量重物的质量m、做圆周运动的半径r及角速度ω.实验过程中,力传感 器与DIS数据分析系统相连,可直接显示力的大小.光电传感 器与DIS数据分析系统相连,可直接显示挡光杆挡光的时间, 由挡光杆的宽度和挡光杆做圆周运动的半径,可得到重物做 圆周运动的角速度. 实验时采用 控制变量 法,分别研究向心力与质量、半径、 角速度的关系.
(1)通过操作一和二,比较在 半径 、质量相同的情况下,向心力大小与角速度的关系. (2)通过操作一和三,比较在 质量 、角速度相同的情况下,向心力大小与半径的关系. (3)通过操作一和四,比较在半径 、角速度 相同的情况下,向心力大小与质量的关系. 3.实验结论:半径越 大 ,角速度越 大 ,质量越 大 ,向心力越大.
二、定量研究影响向心力大小的因素
例2 用如图7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.
(1)本实验采用的科方法是________.
√A.控制变量法
C.微元法
B.累积法 D.放大法
(2)图示情景正在探究的是________.
图7
A.向心力的大小与半径的关系
B.向心力的大小与线速度大小的关系
11.0 14.4 21.8
向心力Fn/N
0.98 2.27 2.82 4.58 10.81
(1)根据上面的测量结果,分别在图8和图9中作出Fn-r图线和Fn-ω图线.
图8
图9
答案
(2)若作出的Fn-ω图线不是直线,可以尝试作Fn-ω2图线,试在图10中作出Fn-ω2 图线.
向心力优质课PPT课件

B FA
FA 6 FB 7
第7页/共8页
谢谢您的观看!
第8页/共8页
B球受力特点?
平衡力作用
两球靠什么联系起来? 绳对A、B的拉力
第5页/共8页
《新课堂》 36页17题
B FA
A
B
FB
FA
A球向心力来源?
轻杆对A球的拉力
B球向心力来源?
B球两端轻杆对B球的拉力
A、B两球具有相同的物理量是什么?
角速度
第6页/共8页
《新课堂》 36页17题
B FA
A
FB
FA 2m 2l FB FA m 2l / 3 FB 7m 2l / 3
向心力是变力。
第1页/共8页
二.向心力方程的应用
1.向心力方程
F向=F合=ma向
F向
ma向
m
v2 r
m 2r
m( 2
T
)2r
第2页/共8页
实例分析:寻找向心力的来源? 1.天体的圆周运动:
水平面上用绳拉小球做匀速圆周《运课动本》22页1题
《新课堂》35页10题 《新课堂》29页7题
N F
F
2.光滑
光滑光滑水平面上用绳拉小球做匀速圆周运动水平面上用绳拉小球做匀速圆周运动nnff新课堂新课堂2929页页77题题新课堂新课堂3535页页1010题题ff新课堂新课堂3232页页变式训练变式训练mgmgffnnmg结论
一.匀速圆周运动的合外力 1.方向: 时刻指向圆心
---向心力
2.大小: F合=ma 3.向心力的作用效果:
F向=F合=ma向=… …
不改变速度的大小,只改变速度的方向。
特别说明:
向心力是效果。力它可以是一个力,也可以是几个力的合力,也可以
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
3
1.向心力的定义: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 的力就叫作向心力。
2.向心力的作用:只改变速度的方向。 3.效果力:向心力是根据力的作用效果命名的。 [思考判断]
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。( × ) (2)向心力和重力、弹力一样,是性质力。( × ) (3)向心力可以由重力、弹力或其它力等来提供,是效果力。( √ )
16
[针对训练2] 如图所示,一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀 速转动,一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出),关 于小孩的受力,以下说法正确的是( ) A.小孩在P点不动,因此不受摩擦力的作用 B.小孩随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力的合力充当向心力 C.小孩随圆盘做匀速圆周运动,圆盘对他的摩擦力充当向心力 D.若使圆盘以较小的转速转动,小孩在P点受到的摩擦力不变
解析 向心力是根据力的作用效果命名的,它不改变速度的大小,只改变速度的方 向,选项A错误,B正确;做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心,方向不 断变化,是变力,选项C错误;做一般曲线运动的物体所受的合力通常可分解为切 线方向的分力和法线方向的分力,切线方向的分力提供切向加速度,改变速度的大 小,法线方向的分力提供向心加速度,改变速度的方向,选项D错误。 答案 B
向心力的表达式 Fn=mω2r 或 Fn=mvr2
13
核心要点一 对向心力的理解 [例1] 关于向心力,下列说法中正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小 C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力 D.做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力
14
15
[针对训练1] 下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是( ) A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用 B.物体所受的合力提供向心力 C.向心力的方向总指向圆心,故方向不变 D.向心力的大小一直在变化 解析 物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力,并不是还要受到一个向心 力作用,故A错误;物体做匀速圆周运动需要向心力,所以物体的合力正好提供向 心力,让物体做匀速圆周运动,故B正确;物体做匀速圆周运动需要向心力,它始 终指向圆心,因此方向不断改变,故C错误;做匀速圆周运动的物体所需的向心力 大小恒定,方向始终指向圆心,故D错误。 答案 B
12
影响向心力大小的因素比较多,应采用控制变量法进行研究。在让某个因素(如半径) 变化的同时,控制其他因素(如质量和角速度)不变,便于找出这个因素影响向心力大 小变化的规律。然后依次分别研究其他的影响因素。
使用向心力演示仪时应注意 (1)将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。 (2)摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个测力计的格数。达到预定格数 时,即保持转速均匀恒定。
4
软木塞的受力图如下图所示 拉力的方向指向圆心,那我们可以说软木塞所受拉力就是向心力吗?
5
做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变,方向不断改变。
6
1.实验仪器
知识点二 探究向心力大小的表达式
向心力演示器
7
2.实验思路 转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横 臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹 簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心 力的比值。 (1)在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实 验。 (2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变物体的角速度进行实 验。 (3)换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作。
10
(3)保持ω和r一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图所示), 记录实验数据。
研究向心力与质量之间的关系
序 123456
号
Fn M
11
4.数据处理:分别作出Fn-ω2、Fn-r、Fn-m的图像。 5.实验结论
(1)在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的平方成正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比。 (3)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。
18
核心要点二 探究影响向心力大小的因素
[例2] 向心力演示器如图所示。转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5 随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂 6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套 筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出 两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可改变两个 塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系 怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内,小球A和B的质量分别为mA和mB, 做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,实验 现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边,则下列说法正确的( )
向心力
第1课时
1
实验:探究向心力大小的表达式
物理观念 科学思维
核心素养目标 向心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其特点、表达式。 会测量、分析实验数据,获得实验结论。
科学探究
利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
2
[观图助学]
知识点一 向心力
用一根结实的细绳拴住软木塞,细绳水平使软木塞在光滑桌面上做匀速圆周运动, 软木塞受几个力的作用?方向如何?
17
解析 由于小孩随圆盘做匀速圆周运动,一定需要向心力,该力一定指向圆心,而 重力和支持力在竖直方向上,它们不能提供向心力,因此小孩会受到静摩擦力的作 用,且提供向心力,选项A、B错误,C正确;由于小孩随圆盘转动半径不变,当圆 盘角速度变小,由F=mω2r可知,所需向心力变小,在P点受到的静摩擦力变小, 选项D错误。 答案 C
8
3.进行实验 (1)保持m和r一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图所 示),记录实验数据。
研究向心力与角速度之间的关系 序 123456 号 Fn ω ω2
9
(2)保持ω和m一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系(如图所示), 记录实验数据。
研究向心力与半径之间的关系 序 123456 号 Fn r
1.向心力的定义: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 的力就叫作向心力。
2.向心力的作用:只改变速度的方向。 3.效果力:向心力是根据力的作用效果命名的。 [思考判断]
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。( × ) (2)向心力和重力、弹力一样,是性质力。( × ) (3)向心力可以由重力、弹力或其它力等来提供,是效果力。( √ )
16
[针对训练2] 如图所示,一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀 速转动,一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出),关 于小孩的受力,以下说法正确的是( ) A.小孩在P点不动,因此不受摩擦力的作用 B.小孩随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力的合力充当向心力 C.小孩随圆盘做匀速圆周运动,圆盘对他的摩擦力充当向心力 D.若使圆盘以较小的转速转动,小孩在P点受到的摩擦力不变
解析 向心力是根据力的作用效果命名的,它不改变速度的大小,只改变速度的方 向,选项A错误,B正确;做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心,方向不 断变化,是变力,选项C错误;做一般曲线运动的物体所受的合力通常可分解为切 线方向的分力和法线方向的分力,切线方向的分力提供切向加速度,改变速度的大 小,法线方向的分力提供向心加速度,改变速度的方向,选项D错误。 答案 B
向心力的表达式 Fn=mω2r 或 Fn=mvr2
13
核心要点一 对向心力的理解 [例1] 关于向心力,下列说法中正确的是( )
A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B.向心力不改变物体做圆周运动的速度大小 C.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力 D.做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力
14
15
[针对训练1] 下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是( ) A.物体除受其他的力外还受到向心力的作用 B.物体所受的合力提供向心力 C.向心力的方向总指向圆心,故方向不变 D.向心力的大小一直在变化 解析 物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力,并不是还要受到一个向心 力作用,故A错误;物体做匀速圆周运动需要向心力,所以物体的合力正好提供向 心力,让物体做匀速圆周运动,故B正确;物体做匀速圆周运动需要向心力,它始 终指向圆心,因此方向不断改变,故C错误;做匀速圆周运动的物体所需的向心力 大小恒定,方向始终指向圆心,故D错误。 答案 B
12
影响向心力大小的因素比较多,应采用控制变量法进行研究。在让某个因素(如半径) 变化的同时,控制其他因素(如质量和角速度)不变,便于找出这个因素影响向心力大 小变化的规律。然后依次分别研究其他的影响因素。
使用向心力演示仪时应注意 (1)将横臂紧固螺钉旋紧,以防小球和其他部件飞出而造成事故。 (2)摇动手柄时应力求缓慢加速,注意观察其中一个测力计的格数。达到预定格数 时,即保持转速均匀恒定。
4
软木塞的受力图如下图所示 拉力的方向指向圆心,那我们可以说软木塞所受拉力就是向心力吗?
5
做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变,方向不断改变。
6
1.实验仪器
知识点二 探究向心力大小的表达式
向心力演示器
7
2.实验思路 转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横 臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹 簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心 力的比值。 (1)在小物体的质量和角速度不变的条件下,改变小物体做圆周运动的半径进行实 验。 (2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下,改变物体的角速度进行实 验。 (3)换用不同质量的小物体,在角速度和半径不变的条件下,重复上述操作。
10
(3)保持ω和r一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图所示), 记录实验数据。
研究向心力与质量之间的关系
序 123456
号
Fn M
11
4.数据处理:分别作出Fn-ω2、Fn-r、Fn-m的图像。 5.实验结论
(1)在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的平方成正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比。 (3)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。
18
核心要点二 探究影响向心力大小的因素
[例2] 向心力演示器如图所示。转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5 随之匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂 6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆使弹簧测力套 筒7下降,从而露出标尺8,标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出 两个球所受向心力的大小。皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可改变两个 塔轮的转速比,以探究物体做圆周运动的向心力大小跟哪些因素有关、具体关系 怎样。现将小球A和B分别放在两边的槽内,小球A和B的质量分别为mA和mB, 做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上,实验 现象显示标尺8上左边露出的等分格子多于右边,则下列说法正确的( )
向心力
第1课时
1
实验:探究向心力大小的表达式
物理观念 科学思维
核心素养目标 向心ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及其特点、表达式。 会测量、分析实验数据,获得实验结论。
科学探究
利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
2
[观图助学]
知识点一 向心力
用一根结实的细绳拴住软木塞,细绳水平使软木塞在光滑桌面上做匀速圆周运动, 软木塞受几个力的作用?方向如何?
17
解析 由于小孩随圆盘做匀速圆周运动,一定需要向心力,该力一定指向圆心,而 重力和支持力在竖直方向上,它们不能提供向心力,因此小孩会受到静摩擦力的作 用,且提供向心力,选项A、B错误,C正确;由于小孩随圆盘转动半径不变,当圆 盘角速度变小,由F=mω2r可知,所需向心力变小,在P点受到的静摩擦力变小, 选项D错误。 答案 C
8
3.进行实验 (1)保持m和r一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图所 示),记录实验数据。
研究向心力与角速度之间的关系 序 123456 号 Fn ω ω2
9
(2)保持ω和m一定:研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系(如图所示), 记录实验数据。
研究向心力与半径之间的关系 序 123456 号 Fn r