高中物理 向心力 总结

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高中物理 第二章 匀速圆周运动的向心力和课件

高中物理  第二章  匀速圆周运动的向心力和课件

答案
(3)在光滑漏斗内壁上,小球做匀速圆周运动(如图丙). 答案 漏斗对小球的支持力和小球所受重力的合力. (4)小球在细线作用下,在水平面内做圆锥摆运动时 (如图丁) 答案 向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供.
答案
知识梳理
向心力是根据力的作用效果 命名的,它可以是重力、弹力、摩擦力等
各种性质的力,也可以是它们的合力,还可以是某个力的分力.
等于绳对小球的拉力;乙图中地球受太阳的引力作用;丙图中秋千受重
力和拉力共同作用.三图中合力的方向都沿半径指向圆心且与线速度的
方向垂直,合力的作用效果是改变线速度的方向.
答案
(2) 如图 2 所示,用手拉细绳使小球在光滑水平地面上 做匀速圆周运动,在半径不变的的条件下,减小旋转 的角速度感觉手拉绳的力怎样变化?在角速度不变的 条件下增大旋转半径,手拉绳的力怎样变化?在旋转 半径、角速度相同的情况下,换用不同质量的球,手 拉绳的力有什么不同? 图2
注意
向心力不是具有特定性质的某种力,任何性质的力都可以作为
向心力,受力分析时不能添加向心力.
答案
即学即用
如图4所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体,物体随圆筒
一起转动,物体所需的向心力由下面哪个力来提供( B )
A.重力 B.弹力
C.静摩擦力
解析
D.滑动摩擦力
图4 若向心力由静摩擦力提供,则静摩擦力或其分力应指向圆心,这是 不可能的,C错.故选B.
图5
地球和小球的速度方向不断发生变化,所以运动状态发生变化.运
动状态发生变化的原因是因为受到力的作用.
答案
(2)地球和小球的加速度方向变化吗?匀速圆周运动是一种
什么性质的运动呢? 答案 物体的加速度跟它所受合力方向一致,所以地球和 图5

人教版高中物理必修第二册:向心力【精品课件】

人教版高中物理必修第二册:向心力【精品课件】

F1=
4m 2n2r t2
,钢球所受合力的表达式F2=
mg r h
。下面是一次实验得到的数据,代入上式
计算结果F1= 0.101N,F2= 0.098 N,图中细线与竖直方向的夹角θ 比较小,可认为tan
θ=sin θ。(g取9.80 m/s2,π2≈9.86,计算结果保留三位小数)
m/kg
r/m
n/转
Fn=mvr 2 Fn=m ω2r Fn =m4Tπ22r
4、变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
当堂检测
1.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( C ) A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态 B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心 D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反
3.[多选]如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有
两个小球A和B紧贴内壁,且A球的质量为B球的2倍,分别在如图所示的水平面内做匀速
圆周运动,则( AB )
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度小于B球的角速度
C.A球运动周期小于B球运动周期
D.A球对筒壁的压力小于B球对筒壁的压力
,由于mA=2mB,则知FA=2FB,根据牛顿第三定律得,小球对
筒壁的压力F′A=2F′B。
4.[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。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( BC )
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

《向心力》教学反思

《向心力》教学反思

《向心力》教学反思《向心力》教学反思「篇一」该教学设计创建的物理情景、提供的实验方案,不仅使学生经历了建立概念、发现规律的过程,也很好地落实了过程目标和情感目标。

具体的说,有以下几方面:1.向心力是高中物理的一个难点内容,学生对于向心力一直很难理解,在对物体进行受力分析时,往往还外加一个向心力。

为了突破重点,难点,第一、在学习顺序上先讲向心加速度,用矢量推导向心加速度这个难点,后讲向心力,通过实例给出向心力概念,再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω2或F=mv2/r。

2.情景教学,让学生主动参与探究的全过程,成为学习的主体,激发了学生的求知欲望,加深了对知识的理解。

在探究过程中,教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源,引导学生去发现问题,使学生产生探究的动机,从而提出问题,解决问题,体验问题。

整个教学过程中,教师是一个引导者和参与者,组织者和帮助者,学生是学习的主人,课堂上教师要组织引导学生交流讨论,充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。

学生能在愉快的教学环境中获得知识和培养思维能力。

该教学设计创建的物理情景、提供的实验方案,不仅使学生经历了建立概念、发现规律的过程,也很好地落实了过程目标和情感目标。

具体的说,有以下几方面:1.向心力是高中物理的一个难点内容,学生对于向心力一直很难理解,在对物体进行受力分析时,往往还外加一个向心力。

为了突破重点,难点,第一、在学习顺序上先讲向心加速度,用矢量推导向心加速度这个难点,后讲向心力,通过实例给出向心力概念,再通过探究性实验给出向心力公式F=mrω2或F=mv2/r。

2.情景教学,让学生主动参与探究的全过程,成为学习的主体,激发了学生的求知欲望,加深了对知识的理解。

在探究过程中,教师要给学生提供必要的实验器材和多媒体资源,引导学生去发现问题,使学生产生探究的动机,从而提出问题,解决问题,体验问题。

整个教学过程中,教师是一个引导者和参与者,组织者和帮助者,学生是学习的主人,课堂上教师要组织引导学生交流讨论,充分重视学生在探究过程中的情感、态度与价值观的培养。

高中物理向心力6个公式

高中物理向心力6个公式

高中物理向心力6个公式1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律:f合=ma或a=f合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律:f=-f′{负号则表示方向恰好相反,f、f′各自促进作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用领域:气动式运动}4.共点力的平衡f合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}5.Immunol:fn>g,舱内:fn6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子备注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动。

力的制备与水解公式总结1.同一直线上力的合成同向:f=f1+f2,反向:f=f1-f2 (f1>f2)2.能斯脱角度力的制备:f=(f12+f22+2f1f2cosα)1/2(余弦定理) f1⊥f2时:f=(f12+f22)1/23.合力大小范围:|f1-f2|≤f≤|f1+f2|4.力的正交分解:fx=fcosβ,fy=fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=fy/fx)备注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系就是耦合替代关系,需用合力替代分力的共同促进作用,反之也设立;(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;(4)f1与f2的值一定时,f1与f2的夹角(α角)越大,合力越大;(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。

1.重力g=mg(方向直角向上,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在战略重点,适用于于地球表面附近)2.胡克定律f=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(n/m),x:形变量(m)}3.滑动摩擦力f=μfn {与物体相对运动方向恰好相反,μ:摩擦因数,fn:正压力(n)}4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)5.万有引力f=gm1m2/r2 (g=6.67×10-11n m2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力f=kq1q2/r2 (k=9.0×n m2/c2,方向在它们的连线上)7.电场力f=eq (e:场强n/c,q:电量c,正电荷受到的电场力与场强方向相同)8.安培力f=bilsinθ (θ为b与l的夹角,当l⊥b时:f=bil,b//l时:f=0)9.洛仑兹力f=qvbsinθ (θ为b与v的夹角,当v⊥b时:f=qvb,v//b时:f=0)注:(1)劲度系数k由弹簧自身同意;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm略高于μfn,通常视作fm≈μfn;(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册p8〕;(5)物理量符号及单位b:磁感强度(t),l:有效率长度(m),i:电流强度(a),v:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(c);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。

物理说课向心力

物理说课向心力

理论 推导
得出 结论
保持r、ω一定 保持r、m 一定 保持m、ω一定
Fn ∝m Fn ∝ω2 Fn∝ r
Fn =kmω2r
环节二之向心力大小
提出 问题
猜想 假设
进行 实验
理论 推导
得出 结论
环节二之向心力大小
理论探究,得出公式
v2 4 2 r 2 an r v 2 r T
2 v2 4 r Fn m m r 2 m m v 2 r T
环节二之向心力大小
提出 问题
猜想 假设
进行 实验
理论 推导
得出 结论
环节二之向心力大小
提出 问题
猜想 假设
进行 实验
理论 推导
得出 结论
2 v2 4 r 2 公式:Fn m m r m 2 m v r T
环节三
扩展应用 巩固练习
环节三之扩展应用 质量为m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角 速度ω.
感性认识,提出猜想
●教师让学生做课本25页“做一做” 实验:用手拉着小球在水平面内做 匀速圆周运动,让学生感受向心力 大小跟哪些因素有关。 ●学生通过自身体验,小组讨论 猜想。教师再根据学生的猜想假 设归纳成质量、速度和半径三个 因素。
环节二之向心力的来源
光滑桌面上转动的小球 ---弹力
随圆盘匀速转动的物体
O’
θ
解: 小球受力:
小球做圆周运动的半径 R L sin 由牛顿第二定律: F ma m 2 R 即:
F向心 F mgtg
L T O RF mg
mgtg m 2 L sin
g L cos

【精选】人教版高中物理必修2第5章第6节《向心力》word学案-物理知识点总结

【精选】人教版高中物理必修2第5章第6节《向心力》word学案-物理知识点总结

第五章曲线运动第六节向心力从2011年4月29日召开的铁路自主创新新闻发布会上获悉:我国已经在时速200千米/时的技术平台上自主创新研制时速300千米/时动车组.2007年年底,国内首列时速300千米/时动车组已问世.据介绍,这些时速300千米/时动车组国产占有率达到80%以上,已经在京津、武广、京沪等客运专线上投用,成为我国高速客运的主力车型.设计这些动车转弯时,就用到了圆周运动的相关知识.1.了解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的,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进行简单计算.3.能根据牛顿第二定律理解向心力的表达式,知道向心力公式是牛顿第二定律的一种表现形式.4.知道在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力.一、向心力1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力.2.方向:始终指向圆心,与速度方向垂直.3.公式:F n=mω2r或F n=m v2r.4.来源:(1)向心力是按照力的效果命名的.(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力,也可能是某个力的分力.5.作用:产生向心加速度,改变线速度的方向.二、变速圆周运动做变速圆周运动的物体所受的合力并不指向圆心,此时合力F可以分解为互相垂直的两个力:跟圆周相切的分力F t和指向圆心方向的分力F n.1.F n产生向心加速度,与速度方向垂直,改变速度的方向.2.F t产生切向加速度,与速度方向在一条直线上,改变速度的大小.3.物体做加速圆周运动时,合力方向与速度方向的夹角小于90°,如图甲所示,其中F t只改变速度的大小,F n只改变速度的方向.F n产生的就是向心加速度.同理,物体做减速圆周运动时,合力方向与速度方向的夹角大于90°,如图乙所示,其中F t 只改变速度的大小,F n只改变速度的方向.三、一般曲线运动1.定义:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动.2.处理方法:将曲线运动分成许多小段,每一小段都可看成圆周运动的一部分.几种常见的匀速圆周运动的实例一、实例二、注意点1.抓住研究对象,明确其质量为多少.2.确定圆周运动所在平面,明确圆周运动的轨迹、半径及圆心.3.进行受力分析,确定向心力.4.抓住所给条件是角速度ω还是周期T或是线速度大小v. 5.选用适当的公式进行求解.三、典例剖析(多选)如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动,有两个质量相等的小球A和B紧贴着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C.A球的运动周期必定小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力解析:小球A或B的受力情况如图所示,由图可知,两球的向心力都来源于重力G和支持力F N的合力,建立如图所示的坐标系,则有FN1=F N sin θ=mg,FN2=F N cos θ=F,所以F=mgcot θ.也就是说F N在指向圆心方向的分力或重力G和支持力F N的合力F=mgcot θ提供了小球做圆周运动所需的向心力,可见A、B两球的向心力大小相等.比较两者线速度大小时,由F=m v2r可知,r越大,v一定较大,故选项A正确.比较两者角速度大小时,由F=mrω2可知,r越大,ω一定较小,故选项B正确.比较两者的运动周期时,由F =mr ⎝⎛⎭⎫2πT 2可知,r 越大,T 一定较大,故选项C 不正确.由受力分析图可知,小球A 和B 受到的支持力F N 都等于mgsin θ,故选项D 不正确.综上所述,本题正确选项为A 、B. 答案:AB1.(多选)对于做匀速圆周运动的物体所受的合力,下列判断正确的是(AD ) A .大小不变,方向一定指向圆心 B .大小不变,方向也不变C .产生的效果既改变速度的方向,又改变速度的大小D .产生的效果只改变速度的方向,不改变速度的大小 2.(多选)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是(BC )A .因向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,故向心力是一个恒力B .因向心力指向圆心,且与线速度方向垂直,所以它不能改变线速度的大小C .物体所受的合外力D .向心力和向心加速度的方向都是不变的3.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同的时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们的向心力大小之比为(C )A .1∶4B .2∶3C .4∶9D .9∶16 4.一质点沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动,向心力的大小为F.当保持半径不变,使角速度增大到原来的2倍时,向心力的大小比原来增大18 N ,则原来向心力的大小为F =________N.答案:6一、选择题1.关于圆周运动的向心力,下列说法正确的是(AB)A.向心力是根据力的作用效果命名的B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中一个力或多个力的分力C.做圆周运动的物体,所受的合力一定等于向心力D.向心力的效果是改变物体的线速度的大小2.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,充当物体所受向心力的是(B)A.重力B.弹力C.静摩擦力 D.滑动摩擦力3.质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中,如果由于摩擦力的作用,使得木块的速率不变,那么(B)A.下滑过程中木块的加速度为零B.下滑过程中木块所受合力大小不变C.下滑过程中木块所受合力为零D.下滑过程中木块所受的合力越来越大4.如图所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30°,重力加速度为g,估算知该女运动员(B)A.受到的拉力为G B.受到的拉力为2GC.向心加速度为3g D.向心加速度为2g解析:如图所示,F1=Fcos 30°,F2=Fsin 30°,F2=G,F1=ma,所以a=3g,F=2G.选项B正确.5.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心.能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是(C)解析:由于雪橇在冰面上滑动,其滑动摩擦力方向必与运动方向相反,即沿圆的切线方向.因做匀速圆周运动,合力一定指向圆心,由此可知C正确.6.一种玩具的结构如图所示,竖直放置的光滑铁圆环的半径为R=20 cm,环上有一穿孔的小球m,仅能沿环做无摩擦滑动.如果圆环绕通过环心的竖直轴线O1O2以ω=10 rad/s的角速度旋转,g=10 m/s2,则小球相对环静止时球与圆心O的连线与O1O2的夹角θ可能为(C)A.30° B.45°C.60° D.75°解析:向心力F=mgtan θ=mω2Rsin θ,cos θ=gRω2=12,θ=60°.故正确答案为C.7.如图所示,天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,系A的吊绳较短,系B的吊绳较长,若天车运动到P处突然停止,则两吊绳所受的拉力F A和F B的大小关系(A)A.F A>F B B.F A<F BC.F A=F B=mg D.F A=F B>mg解析:A、B物体以水平速度摆动,T-mg=mv2 r.8.关于向心力的说法中错误的是(A)A.向心力总是沿半径指向圆心,且大小不变,向心力是一个恒力B.向心力是沿着半径指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力,也可以是其中某个力的分力D.向心力只改变物体线速度的方向,不可能改变物体线速度的大小9.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8 000 m,如图所示,近距离用肉眼看几乎是一条直线,而转弯处最小半径也达到1 300 m,一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h的不变速率行驶的车里,随车驶过半径为2 500 m的弯道,下列说法正确的是(AD)A.乘客受到的向心力大小约为200 NB.乘客受到的向心力大小约为539 NC.乘客受到的向心力大小约为300 ND.弯道半径设计特别大可以使乘客在转弯时更舒适解析:由F n=m v2r,可得F n=200 N,选项A正确.设计半径越大,转弯时乘客所需要的向心力越小,转弯时就越舒适,D正确.二、非选择题10.一个做匀速圆周运动的物体,如果转动半径不变而速率增加到原来的3倍,则其向心力增加到原来的______________倍;若向心力增加了80 N,则物体原来所受的向心力大小为________ N.解析:由F=m v2r可知F变为原来的9倍.由题意得9F-F=80 N,故F=10 N.答案:9 1011.如图所示,行车的钢丝长L=3 m,下面吊着质量为m=2.8×103 kg的货物,以速度v=2 m/s匀速行驶的行车突然刹车,钢丝绳受到的拉力是________N.解析:刹车时,货物绕悬挂点做圆周运动, 则T -mg =m v 2L ,得T =mg +m v2L ,代入数据得T =3.173×104N. 答案:3.173×104N12.现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(如图所示),“魔盘”转动很慢时,盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开.当盘的转速逐渐增大时,盘上的人便逐渐向边缘滑去,离转动中心越远的人,这种滑动的趋势越厉害.设“魔盘”转速为6 r/min ,一个体重为30 kg 的小孩坐在距离轴心1 m 处随盘一起转动(没有滑动).则:这个小孩受到的向心力有多大?这个向心力是由什么力提供的?解析:由n =6 r/min 可知ω=2πn 60=π5,又知r =1 m ,m =30 kg. 则小孩受到的向心力F n =m ω2r =30×⎝⎛⎭⎫π52×1 N ≈11.8 N.对小孩进行受力分析可知,竖直方向受力平衡,水平方向仅受静摩擦力,所以小孩做圆周运动的向心力由静摩擦力提供.答案:11.8 N 由静摩擦力提供。

高中物理向心力(集锦6篇)

高中物理向心力(集锦6篇)

高中物理向心力(集锦6篇)高中物理向心力第1篇教学内容分析:背景分析:向心力是人教版物理必修2第五章第6节内容。

教材中由牛顿运动定律和向心加速度引入的向心力;功能分析:在教学大纲中属于B段要求。

是本章的核心内容,又是天体运动的理论基础之一。

通过对本章节的教学可以提高学生把生活事例简化为物理模型的能力,复习旧知,强化受力分析能力,用学过的物理规律解释现实生活中的现象,提高学生学习兴趣。

结构分析:教材先由向心加速度和牛顿第二定律引入向心力的概念,接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式,最后分析一般曲线运动和变速圆周运动中的向心力。

资源分析:可利用媒体展示现实中的圆周运动;可利用带细线的小球模拟现实中的圆周运动,完成初步的“实例——模型”的转化。

可以利用课件展示由实物到模型的过程更容易让学生接受、理解、掌握、运用、提高;可以利用实物投影给学生展示自我的机会,激发学生的学习兴趣;学生情况分析:知识储备情况:学生熟练掌握了受力分析的方法,能独立完成对物体的受力分析;已经学习过向心加速度的内容,知道向心加速度的表达式,方向;已经学习过牛顿第二定律,知道合力和加速度的关系。

学习中的自我监控:学会观察,从看到的现象中找到隐藏的规律;能独立完成学案内容,结合观察到的现象得出自己对指“向圆心的合力的理解”,并敢于发表自己的看法;懂得互助合作,且积极参与小组讨论。

教学目标:知识与技能:理解向心力的概念;知道向心力大小与那些因素有关,理解公式的确切含义,并能用来计算;会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析、讨论与圆周运动相关的物理现象;过程与方法:通过向心力概念的学习,知道从不同角度研究问题的方法;体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用情感态度和价值观:培养学生实事求是的科学态度;通过探究活动,使学生获得成功的喜悦,提高他们学习物理的兴趣和自信心;通过向心力和向心加速度概念的学习,认识实验对物理学研究的作用,体会物理规律与生活的联系。

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结

【知识点】高中物理圆周运动及向心力知识点总结一、匀速圆周运动1.定义:物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动,物体运动的线速度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动。

2.特点:①轨迹是圆;②线速度、加速度均大小不变,方向不断改变,故属于加速度改变的变速曲线运动,匀速圆周运动的角速度恒定;③匀速圆周运动发生条件是质点受到大小不变、方向始终与速度方向垂直的合外力;④匀速圆周运动的运动状态周而复始地出现,匀速圆周运动具有周期性。

3.描述圆周运动的物理量:(1)线速度v是描述质点沿圆周运动快慢的物理量,是矢量;其方向沿轨迹切线,国际单位制中单位符号是m/s,匀速圆周运动中,v的大小不变,方向却一直在变;(2)角速度ω是描述质点绕圆心转动快慢的物理量,是矢量;国际单位符号是rad/s;(3)周期T是质点沿圆周运动一周所用时间,在国际单位制中单位符号是s;(4)频率f是质点在单位时间内完成一个完整圆周运动的次数,在国际单位制中单位符号是Hz;(5)转速n是质点在单位时间内转过的圈数,单位符号为r/s,以及r/min.4.各运动参量之间的转换关系:模型一:共轴传动模型二:皮带传动模型三:齿轮传动二、向心加速度1.定义:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心,这个加速度叫向心加速度。

注:并不是任何情况下,向心加速度的方向都是指向圆心。

当物体做变速圆周运动时,向心加速度的一个分加速度指向圆心。

2.方向:在匀速圆周运动中,始终指向圆心,始终与线速度的方向垂直。

向心加速度只改变线速度的方向而非大小。

3.意义:描述圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。

4.公式:5.两个函数图像:三、向心力1.定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。

2.方向:总是指向圆心。

3.公式:4.注意:①向心力的方向总是指向圆心,它的方向时刻在变化,虽然它的大小不变,但是向心力也是变力。

②在受力分析时,只分析性质力,而不分析效果力,因此在受力分析是,不要加上向心力。

6.2向心力PPT人教版(教材)高中物理必修第二册

6.2向心力PPT人教版(教材)高中物理必修第二册
向心力并不像重力、弹力、摩擦力那样,作为具有某种性 质的力来命名的。
它是由某个力或几个力的合力产生的。根据效果命名。
5.向心力是效果力
实例
向心力
用细线拴住的小球在 竖直面内转动至最高 点时
绳子的拉力和重力的合力提 供向心力,F向=F+G
用细线拴住小球在光 滑水平面内做匀速圆 周运动
线的拉力提供向心力,F向 =FT
CD 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方向的合外力提供,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
总结: (1)作好受力分析,明确哪些力提供向心力,找准物体做圆 周运动的径迹及位置是解题的关键 (2)求出合力的表达式,根据向心力公式列方程求解 (3)物体做非匀速圆周运动时,在任何位置均是沿半径指向 圆心的合力提供向心力;物体做一般曲线运动时,在每段小圆 弧处仍可按圆周运动规律进行处理
11.这一段写荆轲入秦以后,为完成刺秦王之大事而采取的有效办法:首先“厚遗秦王宠臣中庶子蒙嘉”以打通关节。
教师阐述:这样一个才华长久没显出来的人,当国家有难的时候他还是出来解国家之围了。
9.写女子为人妇后早晚辛苦劳动的句子是:三岁为妇,靡室劳矣;夙兴夜寐,靡有朝矣
经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和 忳郁邑余侘傺兮,吾独穷困乎此时也。
3 B 当车子和人在垂直的筒壁上做匀速圆周运动时,在竖直方向上,摩擦力等于重力,
课前预习: 这两个力是平衡力;在水平方向上,车子和人转动的向心力由筒壁对车的弹力来提供,B 正确 可以想象:烛之武向多少人探问过天下的分分合合,路人、行商、政客(其中可能就有佚之狐);可以想象出多少个日夜他翻看竹简的手势与眼神;想象出多少次他侧耳细听能从

人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)

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

析 ④物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动



ω FN



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;

高中物理--向心力--总结

高中物理--向心力--总结
2、物体作离心运动的条件:
F合 0或F合 mr 2
F合
v2 m
r
mw 2r
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。
非匀速圆周运动:
F向 F合
F F F 向是 合的指向圆心方向的分力 n
练习 例1:关于向心力说法中正确的是(B )
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力;
第七节: 向心力
一、向心力
1、定义:
做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的,这个力叫 做向心力。
2、方向: 总指向圆心,与速度垂直,方向不断变化。
二、向心力的大小
Fn man
v2 m
r
mr 2
只改变速度的方向,不改变速度的大小。
验证向心力公式:
(1)设计实验:控制变量法
保持r、ω一定 保持r、m 一定 保持m、ω一定
A B
fB 4fA
rB 2rA
N
fA
AB mg
匀 速圆 周运动 实例分析
圆周运动中的临界问题
本节课的学习目标
1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。 2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源,并进行有关计算。
一、汽车过桥问题
1.求汽车以速度v 过半径为r 的拱桥时对拱桥的压力?
F向
mgtan
mv2 R
v临 Rg tan 火车转弯规定临界速度
1.v=V临时,车轮对内、外都无侧压力。 2.V>V临时,车轮对外轨有侧压力。 3.V<V临时,车轮对内轨有侧压力。

向心加速度的物理知识点

向心加速度的物理知识点

向心加速度的物理知识点目录1.向心加速度定义2.向心加速度公式3.向心力与向心加速度1.向心加速度定义质点作曲线运动时,指向瞬时曲率中心的加速度就是向心加速度。

向心加速度是反映圆周运动速度方向变化快慢的物理量。

向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小。

由牛顿第二定律,力的作用会使物体产生一个加速度。

合外力提供向心力,向心力产生的加速度就是向心加速度。

可能是实际加速度,也可能是物体实际加速度的一个分加速度。

向心加速度是反映圆周运动速度方向变化快慢的物理量。

向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小。

2.向心加速度公式上式中,an表示向心加速度,Fn表示向心力,m表示物体质量,v表示物体圆周运动的线速度(切向速度),w表示物体圆周运动的角速度,T表示物体圆周运动的周期,f表示物体圆周运动的频率,R表示物体圆周运动的半径。

3.向心力与向心加速度一、概述本节课是高一鲁科版物理必修2第四章的内容,课时是二节课,本教案是关于第一课时向心力的内容。

学生在前面学习了物体做曲线运动的条件,学习了对圆周运动的描述,而且在必修1中也学习了牛顿运动定律。

这节课作为这些知识的综合应用的具体例子,通过分析理解向心力的概念,掌握向心力的来源,通过实验得出向心力大小的公式。

二、教学目标分析(一)知识与技能1、知道什么是向心力,理解匀速圆周运动的向心力大小不变,方向总是指向圆心;2、知道向心力的来源;3、知道匀速圆周运动的向心力的公式,会解答有关问题;4、养成探究物理问题的习惯,养成观察实验的能力和分析综合能力。

(二)过程与方法1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从而认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此理解向心力的概念;2、通过充分讨论向心力来源、向心力大小可能与哪些因素有关,并设计实验进行探究活动;3、能通过思考交流,体验探究与合作学习。

(三)情感态度与价值观1、领略到物理就在自己的身边,体验自然界的奇妙与和谐,发展好奇心与求知欲;2、在探究合作过程中,增强探究意识与合作意识,增强与人交流的意识;3、养成敢于发表自己观点,既坚持原则又尊重他人的良好习惯;4、意识到物理规律在现实生活中的重要作用,增强对物理学习的兴趣;5、在用实验得出结论的过程中,逐步树立严谨科学的实验态度和正确的认识观。

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

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
答案 说法不正确.该同学受力分析的对象是自己的手,我们实验受力分 析的对象是纸杯(包括水),细绳对纸杯(包括水)的拉力提供纸杯(包括水) 做圆周运动的向心力,指向圆心.细绳对手的拉力与细绳对纸杯(包括水) 的拉力大小相等、方向相反,背离圆心.
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.

高中物理公式大全

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高中物理公式大全高中物理公式大全(上)一、力学1.速度公式:平均速度:v = Δs/Δt瞬时速度:v = ds/dt2.加速度公式:平均加速度:a = Δv/Δt瞬时加速度:a = dv/dt3.牛顿第一定律(惯性定律):物体静止或匀速直线运动,当且仅当外力作用于物体时,物体才会发生加速度变化。

4.牛顿第二定律:物体所受的合力F与物体的质量m和加速度a之间的关系为F = ma。

5.牛顿第三定律:任何两个物体之间都有相等大小、方向相反的作用力。

6.圆周运动的向心力:F = mv²/R,其中m为物体质量,v为物体速度,R为圆周半径。

7.功公式:W = Fs cosθ,其中W为功,F为力的大小,s为位移大小,θ为力和位移之间的夹角。

8.功率公式:P = W/t,其中P为功率,W为功,t为时间。

9.机械能守恒定律:系统的总机械能在没有外力做功的情况下保持不变。

10.动能公式:K = 1/2 mv²,其中K为动能,m为物体质量,v为物体速度。

11.弹性势能公式:PE = 1/2 kx²,其中PE为弹性势能,k为弹簧劲度系数,x为弹簧的伸长或压缩量。

二、热学1.热量传递公式:热传导:Q = kA(ΔT/Δx),其中Q为热量,k为热导率,A为传导截面积,ΔT 为温度差,Δx为传导长度。

辐射传热:Q = σεA(T₁⁴ - T₂⁴),其中Q为热量,σ为斯特藩-玻尔兹曼常数,ε为发射率,A为发射面积,T₁和T₂为温度。

2.热容量公式:Q = mcΔT,其中Q为热量,m为物体质量,c为比热容,ΔT 为温度变化。

3.理想气体状态方程:PV = nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的绝对温度。

4.气体压力与温度的关系:P₁/T₁ = P₂/T₂,其中P₁和P₂为气体压强,T₁和T₂为温度。

5.熵变公式:ΔS = Q/T,其中ΔS为熵变,Q为吸收或释放的热量,T为温度。

【知识详解】物理必修二5.6向心力

【知识详解】物理必修二5.6向心力

第五章运动的描述第六节向心力【知识点详细解析】知识详解一、物体做匀速圆周运动的条件要点诠释:物体做匀速圆周运动的条件:具有一定速度的物体,在大小不变且方向总是与速度方向垂直的合外力的作用下做匀速圆周运动。

说明:从物体受到的合外力、初速度以及它们的方向关系上探讨物体的运动情况,是理解运动和力关系的基本方法。

知识详解二、关于向心力及其来源1、向心力要点诠释(1)向心力的定义:在圆周运动中,物体受到的合力在沿着半径方向上的分量叫做向心力.(2)向心力的作用:是改变线速度的方向产生向心加速度的原因。

(3)向心力的大小:22vF ma m mrrω===向向向心力的大小等于物体的质量和向心加速度的乘积;对于确定的物体,在半径一定的情况下,向心力的大小正比于线速度的平方,也正比于角速度的平方;线速度一定时,向心力反比于圆周运动的半径;角速度一定时,向心力正比于圆周运动的半径。

如果是匀速圆周运动则有:22222244vF ma m mr mr mr fr Tπωπ=====向向(4)向心力的方向:与速度方向垂直,沿半径指向圆心。

(5)关于向心力的说明:①向心力是按效果命名的,它不是某种性质的力;②匀速圆周运动中的向心力始终垂直于物体运动的速度方向,所以它只能改变物体的速度方向,不能改变速度的大小;③无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动,向心力总是变力,但是在匀速圆周运动中向心力的大小是不变的,仅方向不断变化。

2、向心力的来源要点诠释(1)向心力不是一种特殊的力。

重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都可以作为向心力。

(2)匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源 (如表所示):知识详解三、匀速圆周运动与变速圆周运动的区别1、从向心力看匀速圆周运动和变速圆周运动要点诠释:(1)匀速圆周运动的向心力大小不变,由物体所受到的合外力完全提供,换言之也就是说物体受到的合外力完全充当向心力的角色。

例如月球围绕地球做匀速圆周运动,它受到的地球对它的引力就是合外力,这个合外力正好沿着半径指向地心,完全用来提供月球围绕地球做匀速圆周运动的向心力。

高中物理:向心力

高中物理:向心力

高中物理:向心力【知识点的认识】一:向心力1.作用效果:产生向心加速度,只改变速度的方向,不改变速度的大小.2.大小:F n=ma n==mω2r=.3.方向:总是沿半径方向指向圆心,时刻在改变,即向心力是一个变力.4.来源:向心力可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供,甚至可以由一个力的分力提供,因此向心力的来源要根据物体受力的实际情况判定.注意:向心力是一种效果力,受力分析时,切不可在物体的相互作用力以外再添加一个向心力.二、离心运动和向心运动1.离心运动(1)定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动.(2)本质:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向.(3)受力特点:当F=mrω2时,物体做匀速圆周运动;当F=0时,物体沿切线方向飞出;当F<mrω2时,物体逐渐远离圆心,F为实际提供的向心力.如图所示.2.向心运动当提供向心力的合外力大于做圆周运动所需向心力时,即F>mrω2,物体渐渐向圆心靠近.如图所示.注意:物体做离心运动不是物体受到所谓离心力作用,而是物体惯性的表现,物体做离心运动时,并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大或沿切线方向飞出.【重要知识点分析】1.圆周运动中的运动学分析(1)对公式v=ωr的理解当r 一定时,v 与ω成正比.当ω一定时,v 与r 成正比.当v 一定时,ω与r 成反比.(2)对a ==ω2r =ωv 的理解在v 一定时,a 与r 成反比;在ω一定时,a 与r 成正比.2.匀速圆周运动和非匀速圆周运动的比较项目匀速圆周运动非匀速圆周运动运动性质是速度大小不变,方向时刻变化的变速曲线运动,是加速度大小不变而方向时刻变化的变加速曲线运动是速度大小和方向都变化的变速曲线运动,是加速度大小和方向都变化的变加速曲线运动加速度加速度方向与线速度方向垂直.即只存在向心加速度,没有切向加速度由于速度的大小、方向均变,所以不仅存在向心加速度且存在切向加速度,合加速度的方向不断改变向心力【命题方向】(1)第一类常考题型是对圆周运动中的传动问题分析:一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面,圆锥筒固定,有质量相等的小球A 和B 沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,A 的运动半径较大,则()A .球A 的线速度等于球B 的线速度B .球A 的角速度等于球B 的角速度C .球A 的运动周期等于球B 的运动周期D .球A 对筒壁的压力等于球B 对筒壁的压力分析:对AB 受力分析,可以发现它们都是重力和斜面的支持力的合力作为向心力,并且它们的质量相等,所以向心力的大小也相等,再根据线速度、加速度和周期的公式可以做出判断.解:A、如右图所示,小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动.由于A和B的质量相同,小球A和B在两处的合力相同,即它们做圆周运动时的向心力是相同的.由向心力的计算公式F=m,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度大,所以A错误.B、又由公式F=mω2r,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的角速度小,所以B错误.C、由周期公式T=,所以球A的运动周期大于球B的运动周期,故C错误.D、球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力,所以D正确.故选D.点评:对物体受力分析是解题的关键,通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系,它们的质量相同,向心力的大小也相同,本题能很好的考查学生分析问题的能力,是道好题.(2)第二类常考题型是对圆周运动中的动力学问题分析:如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动.圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨.则其通过最高点时()A.小球对圆环的压力大小等于mgB.小球受到的向心力等于重力C.小球的线速度大小等于D.小球的向心加速度大小等于g分析:小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,知轨道对小球的弹力为零,靠重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球的速度.解:A、因为小球刚好在最高点不脱离圆环,则轨道对球的弹力为零,所以小球对圆环的压力为零.故A错误.B、根据牛顿第二定律得,mg=m=ma,知向心力不为零,线速度v=,向心加速度a=g.故B、C、D正确.故选BCD.点评:解决本题的关键知道在最高点的临界情况,运用牛顿第二定律进行求解.(3)第二类常考题型是对圆周运动的绳模型与杆模型分析:如图,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1m,小杯通过最高点的速度为4m/s,g取10m/s2.求:(1)在最高点时,绳的拉力?(2)在最高点时水对小杯底的压力?(3)为使小杯经过最高点时水不流出,在最高点时最小速率是多少?分析:(1)受力分析,确定圆周运动所需要的向心力是由哪个力提供的;(2)水对小杯底的压力与杯子对水的支持力是作用力与反作用力,只要求出杯子对水的支持力的大小就可以了,它们的大小相等,方向相反;(3)物体恰好能过最高点,此时的受力的条件是只有物体的重力作为向心力.解:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,=(M+m)g+T﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①合力F合=(M+m)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②圆周半径为R,则F向F合提供向心力,有(M+m)g+T=(M+m)所以细绳拉力T=(M+m)(﹣g)=(1+0.5)(﹣10)=9N;(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,如图所示,=Mg+F合力F合=M圆周半径为R,则F向F合提供向心力,有Mg+F=M所以杯对水的压力F=M(﹣g)=1×(﹣10)=6N;根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为6N,方向竖直向上.(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:Mg=M解得v==m/s=.答:(1)在最高点时,绳的拉力为9N;(2)在最高点时水对小杯底的压力为6N;(3)在最高点时最小速率为.点评:水桶在竖直面内做圆周运动时向心力的来源是解决题目的重点,分析清楚哪一个力做为向心力,再利用向心力的公式可以求出来,必须要明确的是当水桶恰好能过最高点时,只有水的重力作为向心力,此时水恰好流不出来.【解题方法点拨】1.圆周运动中的运动学规律总结在分析传动装置中的各物理量时,要抓住不等量和相等量的关系,具体有:(1)同一转轴的轮上各点角速度ω相同,而线速度v=ωr与半径r成正比.(2)当皮带(或链条、齿轮)不打滑时,传动皮带上各点以及用皮带连接的两轮边沿上的各点线速度大小相等,而角速度ω=与半径r成反比.(3)齿轮传动时,两轮的齿数与半径成正比,角速度与齿数成反比.2.圆周运动中的动力学问题分析(1)向心力的确定①确定圆周运动的轨道所在的平面及圆心的位置.②分析物体的受力情况,找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力,该力就是向心力.(2)向心力的来源向心力是按力的作用效果命名的,可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是几个力的合力或某个力的分力,因此在受力分析中要避免再另外添加向心力.(3)解决圆周运动问题步骤①审清题意,确定研究对象;②分析物体的运动情况,即物体的线速度、角速度、周期、轨道平面、圆心、半径等;③分析物体的受力情况,画出受力示意图,确定向心力的来源;④根据牛顿运动定律及向心力公式列方程.3.竖直平面内圆周运动的绳模型与杆模型(1)在竖直平面内做圆周运动的物体,按运动到轨道最高点时的受力情况可分为两类:一是无支撑(如球与绳连接、沿内轨道运动的过山车等),称为“绳(环)约束模型”,二是有支撑(如球与杆连接、在弯管内的运动等),称为“杆(管道)约束模型”.(2)绳、杆模型涉及的临界问题.绳模型杆模型常见类型均是没有支撑的小球均是有支撑的小球过最高点的临界条件由mg=m得v临=由小球恰能做圆周运动得v临=0讨论分析(1)过最高点时,v≥,FN+mg=m,绳、轨道对球产生弹力F N;(2)不能过最高点时,v<,在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道;(1)当v=0时,F N=mg,F N为支持力,沿半径背离圆心;(2)当0<v<时,﹣F N+mg=m,F N背向圆心,随v的增大而减小;(3)当v=时,F N=0;(4)当v>时,F N+mg=m,F N指向圆心并随v的增大而增大;。

必修三物理向心力知识点

必修三物理向心力知识点

必修三物理向心力知识点必修三物理知识点篇一物理必修三必备知识点一1、参考系:描述一个物体的运动时,选来作为标准的的另外的物体。

运动是绝对的,静止是相对的。

一个物体是运动的还是静止的,都是相对于参考系在而言的。

参考系的选择是任意的,被选为参考系的物体,我们假定它是静止的。

选择不同的物体作为参考系,可能得出不同的结论,但选择时要使运动的描述尽量的简单。

通常以地面为参考系。

2、质点:①定义:用来代替物体的有质量的点。

质点是一种理想化的模型,是科学的抽象。

②物体可看做质点的条件:研究物体的运动时,物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。

且物体能否看成质点,要具体问题具体分析。

③物体可被看做质点的几种情况:(1)平动的物体通常可视为质点。

(2)有转动但相对平动而言可以忽略时,也可以把物体视为质点。

(3)同一物体,有时可看成质点,有时不能。

当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时,不能把物体看做质点,反之,则可以。

注(1)不能以物体的大小和形状为标准来判断物体是否可以看做质点,关键要看所研究问题的性质。

当物体的大小和形状对所研究的问题的影响可以忽略不计时,物体可视为质点。

(2)质点并不是质量很小的点,要区别于几何学中的“点”。

3、时间和时刻:时刻是指某一瞬间,用时间轴上的一个点来表示,它与状态量相对应;时间是指起始时刻到终止时刻之间的间隔,用时间轴上的一段线段来表示,它与过程量相对应。

4、位移和路程:位移用来描述质点位置的变化,是质点的由初位置指向末位置的有向线段,是矢量;路程是质点运动轨迹的长度,是标量。

5、速度:用来描述质点运动快慢和方向的物理量,是矢量。

(1)平均速度:是位移与通过这段位移所用时间的比值,其定义式为,方向与位移的方向相同。

平均速度对变速运动只能作粗略的描述。

(2)瞬时速度:是质点在某一时刻或通过某一位置的速度,瞬时速度简称速度,它可以精确变速运动。

瞬时速度的大小简称速率,它是一个标量。

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三、变速圆周运动和一般曲线运动
阅读课本P21思考回答以下问题: ⑴ 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗? 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的? ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动?
1、做变速圆周运动的物体所受的合力特点:
Ft
v
F
Fn
Ft 切向分力,它产生切向加速度,改变速度的大小. Fn 向心分力,它产生向心加速度,改变速度的方向.
水流星模型 杂技演员表演“水流星”节目,我们发现 不管演员怎样抡,水都不会从杯里洒出, 甚至杯子在竖直面内运动到最高点时,已 经杯口朝下,水也不会从杯子里洒出。这 是为什么?
4.竖直平面内的圆周运动 ①外轨型(最高点和最低点)
2 vA 在A点 : m g N m R
(1)当 N 0, v Rg (临界速度 )
(3)当
2.汽车过凹形路段 超重,v越大,N越大
3.火车过弯道
说法:火车转弯时所需的向心力是由重力 G 和支 持力FN的合力F来提供.
mv F向 mgtan R
2
v临 Rg tan
火车转弯规定临界速度
1.v=V临时,车轮对内、外都无侧压力。 2.V>V临时,车轮对外轨有侧压力。 3.V<V临时,车轮对内轨有侧压力。
F合=mg tanθ
1. 小球做圆锥摆时细绳长L,与竖直方向成θ角,求小 O’ 球做匀速圆周运动的角速度ω。
解析:小球的向心力由T和G的合力提供
θ
F向心 F mgtg
小球做圆周运动的半径
L T O RF mg
R L sin
2
由牛顿第二定律: F m a m 2 R 即:
v v临 gr 时,N=0.临界速度
v v临 时,物体做________ 平抛 运动.
(3)当
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力? 【解】G和N的合力提供汽车做圆周
运动的向心力,由牛顿第二定 律得:
v2 N G m r
N
v
G
解得:
属超重现象
可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
C、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、弹力以及摩擦力以外的 一种新的力
例2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为 1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4 周,乙转过3周.则它们的向心力之比为( C ) A.1∶4 C.4∶9 B.2∶3 D.9∶16
例一、质量为1Kg的小球经过圆底部的速度是 5m/s,圆的半径是5m,如图所示,求小球受到的合力 和支持力。
v
一、汽车过桥问题 1. 汽车过拱桥 (1)当 0 v gr 时,N<G,失重,v越大,N越小 (2)当
v v临 gr 时,N=0.临界速度
v v临 时,物体做________ 平抛 运动.
m g tan
由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小,可以近似地认为 h tan sin d
v 2 d 202 1.435 0.195m 所以内外轨的高度差 h rg 300 9 Nhomakorabea8r
tan
gr
如果高速公路转弯处弯道半径R=100m,汽车轮胎与路面间 动摩檫因数μ=0.23,若路面是水平的,问汽车转弯时不发生 径向滑动(离心现象),所许可的最大速度是多大? 解析:在水平路面上转弯,向心力只能由静 摩檫力提供,设汽车质量为m,则最大静摩 檫力 m
Fn =kmω2r
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的 来源? 小球受力分析:
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
4.A、B两个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为μ,A 的质量为m,B的质量为2m,A离轴为R/2,B离轴为R,则 当圆台旋转时:(设A、B都没有滑动,如下图所示) ( AD ) A.B的向心加速度是A的向心加速度的两倍 B.B的静摩擦力是A的静摩擦力的两倍 C.当圆台转速增加时,A比B先滑动 D.当圆台转速增加时,B比A先滑动
ω
FN
小球向心力的来源? 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= Ff
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
圆锥摆
θ
F
r O F合 G
小球向心力的来源? 由小球受到的绳子拉力F和 重力G的合力提供,方向指 向圆心
F向 F合 mg tanθ
②杆型,圆管型 在 A点 (1) 当 v A v临
2 临
A
gL
向心力由重力提供,T=0,
v2 当 v v临时, 有支持力, T mg m L
B
v T m mg L

v2 当 v v临时, 有拉力, T m mg L
mA
( 2 )当 v A 0, N mg
例3、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?
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: = Ff FN
G
ω
mg
竖直方向:F升 cosθ=mg 水平方向:F合=mω2r
mg
竖直方向:Tcosθ=mg 水平方向:F合=mω2l sinθ
F合=mg tanθ
N r m F合O θ ω mg
竖直方向:N cosθ=mg 水平方向:F合=mω2r
θ
N O θ R
m mg F合 O' ω
竖直方向:N cosθ=mg 水平方向:F合=mω2 R sinθ
(3)当 v gR时, 物体做平抛运动
2 vC 在B点:N m g m R
v2 ( 2)当 N 0, v Rg , N m mg R
2 vC N m mg mg R
②绳型(最高点和最低点)
(1)当 v gr时,N=0,水在杯中刚好不流出,此 时水作圆周运动所需向心力刚好完全由重力提供,此 为临界条件。 (2)当 v gr 时,N>0,杯底对水有一向下的力的 作用,此时水作圆周运动所需向心力由N和重力G的 合力提供。 (3)当 v gr 时,N<0,实际情况杯底不可能给水向 上的力,所以,此时水将会流出杯子。
总结:
⑴向心力是根据效果命名的力,并不是一种新的性质的力。 ⑵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。 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。
解: 小球受力: 竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T O‘
θ
小球的向心力:
由T和G的合力提供
L FT O F mg
2
F向心 F mgtg
小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律:
R L sin
F m a m R 2 即: mgtg m L sin
g L cos
2 2 mv / r m r F m g / tan
N

v gr / tan
N m g / sin
g / r tan
F
mg
3.质量为 m 的小球,用长为 l 的线悬挂在 O 点,在 O 点正下方 处有一光滑的钉子O′,把小球拉到右侧某一位置释放,当小 球第一次通过最低点P时( BCD ) A、小球速率突然减小 B、小球角速度突然增大 C、小球向心加速度突然增大 D、摆线上的张力突然增大
一、汽车过桥问题 1.求汽车以速度v 过半径为r 的拱桥时对拱桥的压力?
v GN m r
2
N
G
例一、质量为1000Kg的汽车以恒定的速率 20m/s通过半径为100m的拱桥,如图所示,求汽车在 桥顶时对路面的压力是多少?如果要使汽车对桥面的 压力为0,速度至少是多少?
长江大桥
一、汽车过桥问题 1. 汽车过拱桥 (1)当 0 v gr 时,N<G,失重,v越大,N越小 (2)当
mgtg m L sin
g L cos

2.如图所示,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,两个质量相同的小球A和B紧贴 着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则 ( AB ) A.球A的线速度一定大于球B的线速度 B.球A的角速度一定小于球B的角速度 C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期 D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
2
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。
非匀速圆周运动:
F向 F合
F 是F

合的指向圆心方向的分力
Fn
练习
例1:关于向心力说法中正确的是(B B、向心力不改变速度的大小; )
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力;
R O B
总结:竖直平面内的变速圆周运动
绳,外轨 m A L O 杆 m A L O 圆管
mA
R O B
m的受力 情况 最高点A的 速度
f mg,
2 m
v m m g, 得vm gR R
取g=9.8m/s2,得最大速度vm=1.5m/s
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