高中物理必修二 《向心力》圆周运动PPT优秀课件
合集下载
高中物理人教版(新教材)必修第二册教学课件-第六章圆周运动向心力(38张)-PPT优秀课件
第2节
学习目标
1. 了解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2. 体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3. 掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。 4. 从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。 5. 初步了解“圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。 6. 会测量、分析实验数据，获得实验结论。
Fn=m
ω2r
Fn
r
=m4Tπ22
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
常考题型
题组一 向心力的理解
题1 ［2019•陕西长安一中高一检测］如图所示，水平转台上放 着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况D 下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ） A.受重力和台面的支持力 B.受重力、台面的支持力和向心力 C.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 【D.思受路重点力拨、】台面的做支匀持速力圆和周静运摩动擦，力合力等于向心力，指向圆心。 【解析】 硬币做匀速圆周运动，合力指向圆心，对硬币受力 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。
题2［江苏卷］某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关， 做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动， 使小球在水平面内做圆周运B动（如图所示），则下列说法 中正确的是（ ） A.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大 C.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小
圆心，还能
做匀速圆周
运动吗？
v
F合
F
n
速O 度增大
的圆周运
动
学习目标
1. 了解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2. 体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3. 掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。 4. 从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。 5. 初步了解“圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。 6. 会测量、分析实验数据，获得实验结论。
Fn=m
ω2r
Fn
r
=m4Tπ22
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
常考题型
题组一 向心力的理解
题1 ［2019•陕西长安一中高一检测］如图所示，水平转台上放 着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况D 下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ） A.受重力和台面的支持力 B.受重力、台面的支持力和向心力 C.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 【D.思受路重点力拨、】台面的做支匀持速力圆和周静运摩动擦，力合力等于向心力，指向圆心。 【解析】 硬币做匀速圆周运动，合力指向圆心，对硬币受力 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。
题2［江苏卷］某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关， 做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动， 使小球在水平面内做圆周运B动（如图所示），则下列说法 中正确的是（ ） A.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大 C.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小
圆心，还能
做匀速圆周
运动吗？
v
F合
F
n
速O 度增大
的圆周运
动
人教版高中物理必修二 《向心力》圆周运动PPT(第一课时向心力)
第三十页，共九十三页。
【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°=
第十七页，共九十三页。
转动,设绳长l=10 m,质点的质量m=60 kg,转盘静止时质点 与转轴之间的距离d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段
时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向 的夹角θ=37°,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长 ,sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求质点与转盘一 起做匀速圆周运动时:
。
第二十一页，共九十三页。
【解析】(1)如图所示,对质点进行受力分析,图中F为绳子的
拉力,在竖直方向: Fcos37°-mg=0
解得F= =750 N。
mg cos37
第二十二页，共九十三页。
(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°
提示:这些力的合力指向圆心,充当向心力,用来提供向心 力。
第十六页，共九十三页。
【典例示范】 如图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本
装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连 接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将 人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理 模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′
②匀速圆周运动的合力就是向心力
③变速圆周运动的向心力不指向圆心 ④向心力是具有某种特定性质的力 ⑤向心力可以由重力或弹力来充当
第十页，共九十三页。
【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°=
第十七页，共九十三页。
转动,设绳长l=10 m,质点的质量m=60 kg,转盘静止时质点 与转轴之间的距离d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段
时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向 的夹角θ=37°,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长 ,sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求质点与转盘一 起做匀速圆周运动时:
。
第二十一页，共九十三页。
【解析】(1)如图所示,对质点进行受力分析,图中F为绳子的
拉力,在竖直方向: Fcos37°-mg=0
解得F= =750 N。
mg cos37
第二十二页，共九十三页。
(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°
提示:这些力的合力指向圆心,充当向心力,用来提供向心 力。
第十六页，共九十三页。
【典例示范】 如图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本
装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连 接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将 人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理 模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′
②匀速圆周运动的合力就是向心力
③变速圆周运动的向心力不指向圆心 ④向心力是具有某种特定性质的力 ⑤向心力可以由重力或弹力来充当
第十页，共九十三页。
向心力-PPT
向心力
向心力 Centripetal Force
高中物理必修2
向 心 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受 力 到的指向圆心的合力，即产生向心加速
度的力叫向心力。
2、符号：Fn
3、方向：始终指向圆心(与v 垂直或与半
径方向相同);是变力
3
向
心
力 F合＝Fn
的 F合＝man
大 小
an
=
v2 r
Fn=mvΒιβλιοθήκη rFn=mω2r4
向
心
力
来
F引
源
O
的
分
析
F合＝F引 ＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
5
源 的 分 析
受力分析
FN Ff
mg
FN mg
O
提供向心力
Ff
O
FN+mg
向
心
力
来
源
的
分
T
析
F合
G
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
说 明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额
思变 考速
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动。
圆
周
Ft
运v 动
v
F合
Ft
Fn O速度增大的
圆周运动
Fn
F合
速O 度减小的 圆周运动
产生切向加速度，改变速度的大小 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生向心加速度，改变速度的方向
小
周
运
动
受
力
图
F静
向心力 Centripetal Force
高中物理必修2
向 心 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受 力 到的指向圆心的合力，即产生向心加速
度的力叫向心力。
2、符号：Fn
3、方向：始终指向圆心(与v 垂直或与半
径方向相同);是变力
3
向
心
力 F合＝Fn
的 F合＝man
大 小
an
=
v2 r
Fn=mvΒιβλιοθήκη rFn=mω2r4
向
心
力
来
F引
源
O
的
分
析
F合＝F引 ＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
5
源 的 分 析
受力分析
FN Ff
mg
FN mg
O
提供向心力
Ff
O
FN+mg
向
心
力
来
源
的
分
T
析
F合
G
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
说 明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额
思变 考速
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动。
圆
周
Ft
运v 动
v
F合
Ft
Fn O速度增大的
圆周运动
Fn
F合
速O 度减小的 圆周运动
产生切向加速度，改变速度的大小 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生向心加速度，改变速度的方向
小
周
运
动
受
力
图
F静
新人教 必修二高中物理5.6 向心力 课件(共16张PPT)
6 向心力
回顾与思考
（1）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。
an
v2 r
rω2
4π 2r T2
vω
（2）做匀速圆周运动的物体的受力有
什么特点？
观察与思考：
小球受到哪些力作用？
N F
G
做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心。
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
只改变速度的方向，不达式
θ
Fh
F合O r
小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？
G
分析得出: 向心力由拉力F和重力G的合力 提供。
F F mg tan
r
r
2
1
小结
匀速圆周运动：
F向
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
随堂练习
1
关于向心力说法中正确的是（ B）
A.1∶4 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶16
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.3.1621.3.16Tuesday, March 16, 2021
❖ 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:23:2614:23:2614:233/16/2021 2:23:26 PM ❖ 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1614:23:2614:23Mar-2116-Mar-21 ❖ 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:23:2614:23:2614:23Tuesday, March 16, 2021 ❖ 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1621.3.1614:23:2614:23:26March 16, 2021
回顾与思考
（1）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。
an
v2 r
rω2
4π 2r T2
vω
（2）做匀速圆周运动的物体的受力有
什么特点？
观察与思考：
小球受到哪些力作用？
N F
G
做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心。
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
只改变速度的方向，不达式
θ
Fh
F合O r
小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？
G
分析得出: 向心力由拉力F和重力G的合力 提供。
F F mg tan
r
r
2
1
小结
匀速圆周运动：
F向
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
随堂练习
1
关于向心力说法中正确的是（ B）
A.1∶4 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶16
❖ 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.3.1621.3.16Tuesday, March 16, 2021
❖ 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。14:23:2614:23:2614:233/16/2021 2:23:26 PM ❖ 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1614:23:2614:23Mar-2116-Mar-21 ❖ 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。14:23:2614:23:2614:23Tuesday, March 16, 2021 ❖ 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1621.3.1614:23:2614:23:26March 16, 2021
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；
人教版高一年级必修第二册物理圆周运动向心力PPT优秀课件
⃰ 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
小结：
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
Fn
m 2r
m
v2 r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修标准版 本】
二、向心力的大小
Fn m 2r
v r
Fn
m
v2 r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
F mg m v2 r
F mg m v2 r
F mg m2r F mg m2r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
谢谢
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
Gn mg cos Gt mg sin
T mg cos m v2
r
mg sin mat
Gt Gn
G
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
小结：
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
Fn
m 2r
m
v2 r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修标准版 本】
二、向心力的大小
Fn m 2r
v r
Fn
m
v2 r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
F mg m v2 r
F mg m v2 r
F mg m2r F mg m2r
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
谢谢
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
Gn mg cos Gt mg sin
T mg cos m v2
r
mg sin mat
Gt Gn
G
（名校课 堂）人 教版高 一年级 必修第 二册物 理圆周 运动向 心力PPT -优秀 课件【 标准版 本】
新人教版物理 必修2 5.6向心力课件 (共21张PPT)
圆 度方向。
周
运 动
指向圆心的分力Fn产生的 加速度就是向心加速度。它
只改变速度方向，不改变速
度大小。
Ft F
Fn OO
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是变速 圆周运动。
一 般 的 曲 线 运 动
研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分 割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都 可以看作是圆周运动的部分。
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：
第五章 曲线运动
5.6 向心力
1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？
向 心
r 2
加
速 度
v2 r
an
4 2r
T2
公
式
4 2n2r
向 心 力
V
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律， 可得：
Fn
m
v2 r
Fn Hale Waihona Puke 2rF 人造卫星绕地球运行
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到
向
的指向圆心的合外力，叫向心力。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about. 。2021年3月6日星期六下午2时40分43秒14:40:4321.3.6 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月下午2时40分21.3.614:40March 6, 2021 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年3月6日星期六2时40分43秒14:40:436 March 2021
向心力-优秀ppt课件
用
圆 从运动的角度求得Fn ；
锥 从受力的角度求得F合 ；
摆 粗
将Fn 和F合 进行比较。
略
验 2、实验需要的器材？
O 小球所需
向心力
θ
l
Fn=m
v2 r
FT
h
r F合 O'
证
向 钢球、细线、画有同心圆的 心 木板、秒表、直尺
G F合＝mg tanθ
力
的 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
表
达
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段
一 都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一
般 样，表明它们具有不同的曲率半径（可以这样理解：就是 把那一段曲线尽可能的微分，直到最后近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即
曲 曲线上这个点的曲率半径.）.注意到这点区别之后，在分析
线 质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆
运 1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
动 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？ 和 一 2、怎么分析研究一般的曲线运动？
般
曲
线
运
动 .
做变速圆周运动的物体所受的力
V
Ft
F
Fn
v
·
·O
F
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 法向分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
.
处
理
第六节： 向心力
.
拉住绳子一端，使小球在 光滑水平面上做匀速圆周运动。
观察与思考： 1 .做圆周运动的小球，为什么不沿直线运动？ 2 .小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？ 这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？ 3 .一旦线断或松手，结果如何？
- 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)。
2021/02/20
17
匀速圆周运动
N F
G
变速圆周运动
F
v
F合
FO
n
合力全部 提供向心力
2021/02/20
合力部分 提供向心力
18
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。
2021/02/20
一般曲线
运动各个
地方的弯
r
曲程度不 一样，如
2
何研究？
2、方向特点：
总指向圆心，沿半径方向与线速度垂 直，方向不断变化
3、效果：
向心力是
只改变线速度的方
恒力吗？
向，不改变线速度
的大小
2021/02/20
4
向心力的来源分析
F引
O
2021/02/20
F合＝F引＝ Fn
在匀速圆周运动中，合力提 供向心力
5
向心力的来源分析
受力分
F析N
Ff
O
mg
提供向心 力
2021/02/20
23
题4［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，CD提供运动中小球所需向心力的是（ ） 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
O 小球所需
向心力
从运动的角度求得Fn ；从 受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较 2、实验需要的器材？
θ
l
Fn=m
v2 r
Fh
T
钢球、细线、白纸、秒表、 直尺
r
F合
O '
3、实验需要测量的数据有 哪些？如何测量？
G F合＝mg tanθ
转n圈数所用时
间t、h
验证：g/h=(2πn/t)2
第2节
2021/02/20
1
学习目标
1. 了解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2. 体验向心力的存在，会分析向心力的来源。 3. 掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。 4. 从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。 5. 初步了解“圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。 6. 会测量、分析实验数据，获得实验结论。
2021/02/20
16
变速圆周运动
匀速圆周运动所受 的合力提供向心力，
v 方向始终指向圆心；
如果一个沿圆周运 动的物体所受的合 力不指向圆心，还 能做匀速圆周运动 吗？
当沿圆周运动的物 体所受的合力不指 向圆心时，物体做 变速圆周运动。
v
F合
F
n
速O 度增大
的圆周运
动
F
nO
F合
速度减 小的圆
周运动
r
1
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可 以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样， 表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过 曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析 方法进行处理。
19
小结
1、向心力的方向：
指向圆心
2、向心力的作用效果： 改变速度的方向
3、向心力的大小
Fn=mvr 2
2021/02/20
8
几种常见的匀速圆周 运动受力图
FN
转
F静
盘
mg
2021/02/20
9
几种常见的匀速圆周 运动受力图
圆 锥 摆
O θ
F合 O' mg
2021/02/20
10
几种常见的匀速圆周运动受力图
物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力?
桶对物块的支持力提供向心力
ω
f FN
G
2021/02/20
2021/02/20
14
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
θ
l h
r
O '
2021/02/20
15
实验数据记录
物理 量
h
n
t
g/h (2πn/t)2
第一 次
第二 次
第三
次 验证：g/h=(2πn/t)2
【思路点拨】 做匀速圆周运动，合力等于向心力，指向圆心。 【解析】 硬币做匀速圆周运动，合力指向圆心，对硬币受力 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。
2021/02/20
21
题2［江苏卷］某同学为感受向心力的大小与哪些因素有关， 做了一个小实验：绳的一端拴一小球，手牵着在空中甩动， 使小球在水平面内做圆周运B动（如图所示），则下列说法 中正确的是（ ） A.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将不变 B.保持绳长不变，增大角速度，绳对手的拉力将增大 C.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D.保持角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将减小
11
几种常见的匀速圆周运动受力图
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
N
m
θr FO
mgθ 合ω
N R
θO
m FO mg 合 ω'
Fn= F
合
2021/02/20
12
向心力表达式:
F m v2 m2r m(2 )2r
r
T
m(2n)2r mv
2021/02/20
13
用圆锥摆验证
1、实验的基本原理？
Ff
FN mg
O
FN+mg
2021/02/20
6
向心力的来源分析
T
F合 G
2021/02/20
7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
向心力的来源
总结:物体做匀速圆周运动时由合力提供向心力. ①向心力是根据效果命名的力,并不是一种新的 性质的力 ②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.
2021/02/20
2
轻绳栓一小球,在光滑桌面上做匀速圆周运动
小球受到几个力的作用? 这几个力的合力沿什么 方向?
FN F
小球受到重力、桌面的支持力和
G
绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消，合力为绳子的拉
力，沿着绳子指向圆心。
2021/02/20
3
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，这个力叫做向心力
2021/02/20
22
题3［2019•广东阳春一中高一检测］ ［多选］如图所示为 游乐园中的“空中飞椅”设施，游客乘坐飞椅从启动，匀 速旋转，再到逐BC渐停止运动的过程中，下列说法正确的是 （） A.游客和飞椅的向心力等于连接飞椅的绳子的拉力 B.游客所受的合外力可能大于游客的向心力 C.当游客做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向总是与 速度方向垂直 D.当游客做速率减小的曲线运动时，其所受合外力的方向 一定与速度方向相反
Fn=m
ω2r
Fn
r
=m4Tπ22
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
2021/02/20
20
常考题型
题组一 向心力的理解
题1 ［2019•陕西长安一中高一检测］如图所示，水平转台上放 着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况D 下硬币的受力情况，下列说法正确的是（ ） A.受重力和台面的支持力 B.受重力、台面的支持力和向心力 C.受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 D.受重力、台面的支持力和静摩擦力