高中物理必修二 《向心力》圆周运动PPT优秀课件

2021/02/20
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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
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合力部分 提供向心力
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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。
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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
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向心力的来源分析
F引
O
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F合＝F引＝ Fn
在匀速圆周运动中，合力提 供向心力
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向心力的来源分析
受力分
F析N
Ff
O
mg
提供向心 力
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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
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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。
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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。
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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
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几种常见的匀速圆周 运动受力图
FN
转
F静
盘
mg
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几种常见的匀速圆周 运动受力图
圆 锥 摆
O θ
F合 O' mg
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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
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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 '
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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。
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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
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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
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向心力表达式:
F m v2 m2r m(2 )2r
r
T
m(2n)2r mv
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用圆锥摆验证
1、实验的基本原理？
Ff
FN mg
O
FN+mg
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向心力的来源分析
T
F合 G
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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.
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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。
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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
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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
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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