5.6向心力PPT
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高中物理(新人教必修二)5.6《向心力》课件1
向
v2 (2)由牛顿第二定律得：mgtan α＝m r . 由几何关系得r＝Lsin α， 所以，小球做匀速圆周运动的线速度大小为 v＝ gLtan α sin α. (3)小球运动的角速度大小 v gLtan α sin α ω＝ r ＝ ＝ Lsin α 2π 小球运动的周期T＝ ω ＝2π g ， Lcos α Lcos α g .
• 4．向心力的来源 • (1)向心力是按照力的效果命名的，使物体受 指向圆心 到 的力均可称作向心 合力 力． • (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力 的 ，也可能是某个力的分力．
• 二、实验验证 • 1 ． 装置： 细线下面悬挂一 个钢球，用手带动钢球使它 在某个水平面内做匀速圆周 运动，组成一个圆锥摆且 θ 很小，如图所示．
• 第六节 向心力
• 1．理解向心力的概念及其表达式的含义． • 2 ．知道向心力大小与哪些因素有关，并能 用来进行计算． • 3 ．知道向心力是效果力，会在实际问题中 分析向心力来源．
一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体受到 合力． 2．方向：始终指向 圆心 ．
指向圆心
的
v2 mr 3．公式：Fn＝ 或Fn＝ mω2r .
• •
长为 L 的细线，拴一质量为 m 的小球， 一端固定于 O点．让其在水平面内做匀速圆 周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动 )，如 图所示．当摆线L与竖直方向的夹角是α时， 求： • (1)线的拉力F的大小及小球的向心力F向的大 小； • (2)小球运动的线速度的大小； • (3)小球运动的角速度大小及周期．
• 例如：用一细线系一小球在竖直 平面内做变速圆周运动，在向下 加速运动过程的某一位置 A 和向 上减速运动过程的某一位置 B ， 小球的受力情况如图所示． • 比较可知，匀速圆周运动和变速 圆周运动受力情况的不同是：匀 速圆周运动中，合力全部用来提 供向心力，合力指向圆心；变速 圆周运动中，合力沿着半径方向 的分量提供向心力，合力不一定 指向圆心．
v2 (2)由牛顿第二定律得：mgtan α＝m r . 由几何关系得r＝Lsin α， 所以，小球做匀速圆周运动的线速度大小为 v＝ gLtan α sin α. (3)小球运动的角速度大小 v gLtan α sin α ω＝ r ＝ ＝ Lsin α 2π 小球运动的周期T＝ ω ＝2π g ， Lcos α Lcos α g .
• 4．向心力的来源 • (1)向心力是按照力的效果命名的，使物体受 指向圆心 到 的力均可称作向心 合力 力． • (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力 的 ，也可能是某个力的分力．
• 二、实验验证 • 1 ． 装置： 细线下面悬挂一 个钢球，用手带动钢球使它 在某个水平面内做匀速圆周 运动，组成一个圆锥摆且 θ 很小，如图所示．
• 第六节 向心力
• 1．理解向心力的概念及其表达式的含义． • 2 ．知道向心力大小与哪些因素有关，并能 用来进行计算． • 3 ．知道向心力是效果力，会在实际问题中 分析向心力来源．
一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体受到 合力． 2．方向：始终指向 圆心 ．
指向圆心
的
v2 mr 3．公式：Fn＝ 或Fn＝ mω2r .
• •
长为 L 的细线，拴一质量为 m 的小球， 一端固定于 O点．让其在水平面内做匀速圆 周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动 )，如 图所示．当摆线L与竖直方向的夹角是α时， 求： • (1)线的拉力F的大小及小球的向心力F向的大 小； • (2)小球运动的线速度的大小； • (3)小球运动的角速度大小及周期．
• 例如：用一细线系一小球在竖直 平面内做变速圆周运动，在向下 加速运动过程的某一位置 A 和向 上减速运动过程的某一位置 B ， 小球的受力情况如图所示． • 比较可知，匀速圆周运动和变速 圆周运动受力情况的不同是：匀 速圆周运动中，合力全部用来提 供向心力，合力指向圆心；变速 圆周运动中，合力沿着半径方向 的分量提供向心力，合力不一定 指向圆心．
物理②必修5.6《向心力》PPT课件
向 心 力 由 太 阳 的 吸 引 力 提 供
FNθ什么ຫໍສະໝຸດ 提供向心力？Y Fx FN
mg
r F合O ω
Fy
G
X
竖直方向：Fx=FN cosθ＝mg 水平方向：Fy=F合=mg tanθ
向心力由支持力的一个分力提供
物体相对转盘静止， 随盘做匀速圆周运动
FN
静摩擦力 谁充当向 指向圆心 心力？
r F静
Ff FN
G
知识小结
• 向心力 方向 大小 效果 来源
注意：匀速圆周运动和非匀速圆周运动 的区别和联系。
方法总结
• 学会分析向心力的来源 • 学会利用向心力公式解决圆周运动问题 • 一般曲线运动的研究方法。
作业：
阅读课本P20的实验和P22的做一做，试设 计一个实验,探索物体做匀速圆周运动时所需要 的向心力与哪些因素有关。 思路:
2 n
匀速圆周运动的受力特点：
• 方向始终指向圆心，不断改变 • 大小保持不变
三、变速圆周运动和一般曲线运动
阅读课本P21－P22思考回答以下问题：
1. 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？ 2. 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力
r2 r1
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；
B. 向心力不改变速度的大小；
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 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
向心力课件
06.2.26都灵冬奥会：短道速滑女子１０００米比 赛中，中国选手王濛、杨扬分别获得银牌和铜牌， 为中国队再添两块奖牌。
探究
她们在弯 道处为什 么要将身 体倾斜呢？ 你还能列 举生活中 这样的例 子吗？
二、变速圆周运动指向圆心方向的力 Fn 产生向心O 加速度 改变速度的方向 跟圆周相切的力 Ft 产生切向加速度 改变速度的大小 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就是变速圆周运动。
§ 5.6 向 心 力
申雪绕赵宏博转动的图片
分析：光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转 动。小球受哪些力？合外力有何特点？
v
FN
.F
F OO F
mg
因为FN 与mg相平衡，所以 小球受到的合力为拉力F
v
F
v
结论：物体做匀速圆周运动时，合外力指向
圆心，且与速度v垂直。
一、向心力
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到沿半径指向圆心的 合外力，这个合外力产生向心加速度，所以叫向心力。
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
2、一般的曲线运动：
B
A
一般的曲线可以分成许多小段，每段都可以看做一小段 圆弧，各段圆弧的半径不一样。
分析：光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转动的 向心力。
FN
.F
mg
小球所受力：重力、支持力、绳对小球拉力 向心力由绳对小球的拉力来提供。
分析：圆锥摆的向心力。
y
F2 F
2、大小:
Fn
=man
m
v2 r
m2r m( 2 )2 r mv
T
3、方向：方向时刻发生变化（始终指向圆心且⊥v）
新人教版物理必修二：5.6《向心力》ppt课件
21.3.17Wednesday, March 17, 2021
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。17:20:3117:20:3117:203/17/2021 5:20:31 PM
11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1717:20:3117:20Mar-2117-Mar-21
预习导学 课堂讲义
预习导学
6 向心力
想一想 在对物体进行受力分析时，能否说物体除了受其他 力之外还受一个向心力的作用？ 答案 不能．向心力是根据力的效果命名的，不是性质 力．在分析物体受力时，不能说物体还受一个向心力的作 用，向心力可以是某一种性质力，也可以是几个性质力的合 力或某一性质力的分力．
图5－6－4
预习导学 课堂讲义
预习导学
6 向心力
答案 (1)
gtan θ
mg
r＋Lsin θ (2)cos θ
解析 (1)对座椅受力分析，如图所示．转盘转动
的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，
则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为
R＝r＋Lsin θ
①
根据牛顿第二定律：
mgtan θ＝mω2R
(1)匀速圆周运动，向心力的大小始终不变． (2)非匀速圆周运动，向心力的大小随速率v的变化而变 化，公式表述的只是瞬时值．
2．方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿半径指 向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．
3．作用效果：由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动 方向始终垂直，故向心力只改变线速度的方向，不改 变其大小．
②
由①②得：ω＝
gtan θ r＋Lsin θ
(2)设钢绳的拉力为 FT，由力的三角形知：FT＝cmosgθ
高中物理必2课件：5.6 向心力
BC
2.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点， 并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线
成θ角，则以下正确的是
BCD
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
θ
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ F
F合O r
G
【学习力-学习方法】
什么是学习力
什么是学习力-你遇到这些问 题了吗
总是 比别人 学得慢
一看就懂 一 做就错
看得懂，但不 会做
总是 比别人学得差 不会举一反三
什么是学习力含义
管理知识的能力 （利用现有知识 解决问题）
学习知识的能力 （学习新知识 速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
向的作用
2、处理一般曲线运动的方法：
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都 可以看作为一小段圆弧，而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。在注意 到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的 运动时，就可以采用圆周运学.科.网动的分析方法对一般 曲线运动进行处理了。
r
r
2
1
小结
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r 测量ω？ 3、如何测量半径？
2.测量问题 小球质量—— 天平 匀速圆周运动周期—— 秒表 悬挂点到圆心竖直高度 —— 刻度尺
zxxk
匀速圆周运动半径—— 刻度尺
F向= F合= F
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
2.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点， 并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线
成θ角，则以下正确的是
BCD
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
θ
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ F
F合O r
G
【学习力-学习方法】
什么是学习力
什么是学习力-你遇到这些问 题了吗
总是 比别人 学得慢
一看就懂 一 做就错
看得懂，但不 会做
总是 比别人学得差 不会举一反三
什么是学习力含义
管理知识的能力 （利用现有知识 解决问题）
学习知识的能力 （学习新知识 速度、质量等）
长久坚持的能力 （自律性等）
什么是学习力-常见错误学 习方式
向的作用
2、处理一般曲线运动的方法：
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都 可以看作为一小段圆弧，而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。在注意 到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的 运动时，就可以采用圆周运学.科.网动的分析方法对一般 曲线运动进行处理了。
r
r
2
1
小结
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r 测量ω？ 3、如何测量半径？
2.测量问题 小球质量—— 天平 匀速圆周运动周期—— 秒表 悬挂点到圆心竖直高度 —— 刻度尺
zxxk
匀速圆周运动半径—— 刻度尺
F向= F合= F
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
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；
新人教版高中物理必修二：5.6_向心力(共25张PPT)
Fsinmg Fcos F向
F
Fcos F向
G
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验器材有哪些？ 2.简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪 些数据）？ 4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？
m(kg) d1(m) d2(m) d=d1-d2(m) T(s) r(m) Fn=4mπ2r/T2 F合=mgtanθ 注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离， d指悬挂点到球心的距离。
。2021年3月18日星期四2021/3/182021/3/182021/3/18
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
• 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。2021/3/182021/3/18March 18, 2021
6 向心力
1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含 义，并能用来进行计算。
3.结合向心力,理解向心加速度。 4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。
什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是_变__速曲线运动 运动状态改变
3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上 做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动， 下列说法中正确的是（ C） A．向圆心运动 B．背离圆心沿半径向外运动 C．沿切线方向匀速运动 D．做半径逐渐变大的曲线运动
4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动， 如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的 是（ A ） A．一定指向圆心 B．一定不指向圆心 C．只有在最高点和最低点时指向圆心 D．不能确定是否指向圆心
5.6向心力PPT
图 5611
)
【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 C、D.
【答案】
CD
1．(多选)关于向心力，以下说法中正确的是( BC ) A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一 种新力 B．向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力 C．向心力是做匀速圆周运动的物体线速度变化的原因 D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
(2)向心力的方向始终指向圆心．
【解析】 分析圆盘上小物体的受力情况
【答案】 BCD
1．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩 托车先在如图567所示的大型圆筒底部做速度较小、半径较小 的圆周运动，通过逐步加速，圆周运动的半径逐步增大，最后 能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运动，这时使车子和 人整体做匀速圆周运动的向心力是( )
2．(多选)关于向心力，下列说法正确的是( AD ) A．向心力是一种效果力 B．向心力是一种具有某种性质的力 C．向心力既可以改变速度的方向，又可以改变速度的大 小 D．向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小
3．(2014· 枣庄三中高一检测)对于做匀速圆周运动的物体， 以下说法正确的是( D ) A．速度不变 B．受到平衡力作用 C．除受到重力、弹力、摩擦力等之外，还受到向心力的 作用 D．所受合力大小不变，方向始终与线速度垂直并指向圆 心
图568
【审题指导】 圆周运动的向心力．
(1)小球所受重力和拉力的合力提供小球做
(2)两球旋转时的角速度相同．
【解析】 对于球M，受重力和绳子拉力作用，由两个力 的合力提供向心力，如图．设它们转动的角速度是ω，由Mgtan g g α＝M· 2lsin α· ω 可得cos α＝ .同理可得cos β＝ 2，则cos α＝ 2lω2 lω
)
【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 C、D.
【答案】
CD
1．(多选)关于向心力，以下说法中正确的是( BC ) A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一 种新力 B．向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力 C．向心力是做匀速圆周运动的物体线速度变化的原因 D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
(2)向心力的方向始终指向圆心．
【解析】 分析圆盘上小物体的受力情况
【答案】 BCD
1．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演员骑摩 托车先在如图567所示的大型圆筒底部做速度较小、半径较小 的圆周运动，通过逐步加速，圆周运动的半径逐步增大，最后 能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运动，这时使车子和 人整体做匀速圆周运动的向心力是( )
2．(多选)关于向心力，下列说法正确的是( AD ) A．向心力是一种效果力 B．向心力是一种具有某种性质的力 C．向心力既可以改变速度的方向，又可以改变速度的大 小 D．向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小
3．(2014· 枣庄三中高一检测)对于做匀速圆周运动的物体， 以下说法正确的是( D ) A．速度不变 B．受到平衡力作用 C．除受到重力、弹力、摩擦力等之外，还受到向心力的 作用 D．所受合力大小不变，方向始终与线速度垂直并指向圆 心
图568
【审题指导】 圆周运动的向心力．
(1)小球所受重力和拉力的合力提供小球做
(2)两球旋转时的角速度相同．
【解析】 对于球M，受重力和绳子拉力作用，由两个力 的合力提供向心力，如图．设它们转动的角速度是ω，由Mgtan g g α＝M· 2lsin α· ω 可得cos α＝ .同理可得cos β＝ 2，则cos α＝ 2lω2 lω
高中物理专题5.6向心力公开课PPT课件
【答案】 D
【针对训练】如图所示，摩托车和人的总质量为 m，人骑 摩托车在一水平地面上运动。若摩托车以速度 v 转过半径为 R 的 弯 道 。 则 摩 托 车 的 倾 角 与 地 面 之 间 的 夹 角 )θ ＝ ________________。
【解析】1)选摩托车和人这个整体为研 究对象，则容易看出这个整体受三个力的作 用，即重力 mg、地面的支持力 F 和地面的 摩擦力 f。其受力情况如图所示。由于摩托 车在水平地面上做圆周运动，则可知向心力也一定沿水平方向， 所以地面的支持力 F 和重力 mg 都不可能充当向心力，只有地 面对摩托车的摩擦力可以充当向心力。
★要点归纳
3．方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半 径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．
4．向心力是按效果命名的力，由某一个力或者几个力的合 力、某个力的分力提供，对物体受力分析时不能考虑向心力．
【例题 1】 一圆台可绕通过圆台中心 O 且垂直于台面的竖 直轴转动．在圆台上放置一小木块 A， 它随圆台一起做匀速圆 周运动，如图所示，则关于木块 A 的受力，下列说法中正确的 是( )
提示：不是，向心力是效果力，对物体受力分析时不需考虑 心力．向心力的方向与向心加速度的方向相同，始终指向圆心．
2．解答匀速圆周运动问题的方法 (1)匀速圆周运动问题的解题模型
(2)模型突破 解决匀速圆周运动依据的规律是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公 式，因此求物体所受的合力，并选择圆周运动的公式是解决这类问题的关键。此 外，弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。
若转台加速转动，摩擦力方向如图甲所示． 若转台减速转动，摩擦力方向如图乙所示．
【解析】 物体 A 在水平圆盘上，受竖直向下的重力、竖 直向上的支持力，且两力是一对平衡力．由于 A 随圆盘一起做 匀速圆周运动，故其必须有向心力作用，所以 A 必定受到静摩 擦力作用，静摩擦力一定指向圆心且等于向心力，故 D 对，B、 C 错．向心力不是物体受到的力，是木块 A 所受重力、支持力 和静摩擦力的合力，故 A 错．
【针对训练】如图所示，摩托车和人的总质量为 m，人骑 摩托车在一水平地面上运动。若摩托车以速度 v 转过半径为 R 的 弯 道 。 则 摩 托 车 的 倾 角 与 地 面 之 间 的 夹 角 )θ ＝ ________________。
【解析】1)选摩托车和人这个整体为研 究对象，则容易看出这个整体受三个力的作 用，即重力 mg、地面的支持力 F 和地面的 摩擦力 f。其受力情况如图所示。由于摩托 车在水平地面上做圆周运动，则可知向心力也一定沿水平方向， 所以地面的支持力 F 和重力 mg 都不可能充当向心力，只有地 面对摩托车的摩擦力可以充当向心力。
★要点归纳
3．方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半 径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．
4．向心力是按效果命名的力，由某一个力或者几个力的合 力、某个力的分力提供，对物体受力分析时不能考虑向心力．
【例题 1】 一圆台可绕通过圆台中心 O 且垂直于台面的竖 直轴转动．在圆台上放置一小木块 A， 它随圆台一起做匀速圆 周运动，如图所示，则关于木块 A 的受力，下列说法中正确的 是( )
提示：不是，向心力是效果力，对物体受力分析时不需考虑 心力．向心力的方向与向心加速度的方向相同，始终指向圆心．
2．解答匀速圆周运动问题的方法 (1)匀速圆周运动问题的解题模型
(2)模型突破 解决匀速圆周运动依据的规律是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公 式，因此求物体所受的合力，并选择圆周运动的公式是解决这类问题的关键。此 外，弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。
若转台加速转动，摩擦力方向如图甲所示． 若转台减速转动，摩擦力方向如图乙所示．
【解析】 物体 A 在水平圆盘上，受竖直向下的重力、竖 直向上的支持力，且两力是一对平衡力．由于 A 随圆盘一起做 匀速圆周运动，故其必须有向心力作用，所以 A 必定受到静摩 擦力作用，静摩擦力一定指向圆心且等于向心力，故 D 对，B、 C 错．向心力不是物体受到的力，是木块 A 所受重力、支持力 和静摩擦力的合力，故 A 错．
最新5.6向心力课件(20张ppt)ppt课件
v2 m
mw2r
r
ωF
总结：
Of
⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种 G
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。
受到一个拉力的作用，且力的方向不断 变化
增大或减小小物体的线速度，手的感 觉有什么感觉？
绳子对手的拉力大小会发生变化 NhomakorabeaFn man
mv2 r
mr2
如果松手，将会发生什么现象？
甩出去！！
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 OO F
8.如图5所示，质量为m的木块，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑，由于摩擦力的 作用，木块从a到b运动的速率增大，b到c的速率恰好保持不变，c到d的速率减小，则 () A．木块在ab段和cd段加速度不为零，但bc段加速度为零
1.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
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（ ） A．球A的线速度一定大于球B B．球A的角速度一定小于球B C．球A的运动周期一定小于球B D．球A对筒壁的压力一定大于球B
高中物理必2课件：5.6 向心力
zxxk
匀速圆周运动半径—— 刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆 周半径？
2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
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3.实验过程
• 分组讨论
• 简要叙述本实验的步 骤
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实验体会---做一做 感受向心力F与m、
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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 OO 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
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小结
匀速圆周运动：
F向
F合
m
v2 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。
变速圆周运动： F向 F合 ，合力在指向圆心
方向上的分力提供向心力。
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn。
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实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r F合O G
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
匀速圆周运动半径—— 刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆 周半径？
2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
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3.实验过程
• 分组讨论
• 简要叙述本实验的步 骤
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实验体会---做一做 感受向心力F与m、
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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 OO 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
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小结
匀速圆周运动：
F向
F合
m
v2 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。
变速圆周运动： F向 F合 ，合力在指向圆心
方向上的分力提供向心力。
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn。
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实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F
F合 =Fnm=gmtωan2rθ
问题讨论
r F合O G
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
人教版高中物理《向心力》PPT课件
F m2r
第六页，共23页。
内蒙古赤峰二中
明德敏学 穷高极远
验证向心力方法2：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
想一想
小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？
θ
F
结论:向心力由拉力F和重力G的合力提供
第七页，共23页。
F合O r
G
内蒙古赤峰二中
明德敏学 穷高极远
1、实验的基本原理？
从运动的角度求得Fn ；从受力的
力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？
v
向心力是根据力的作用效果命名的
力，并不是一种新的性质的力。
Fn
Fn
O Fn
v
第十页，共23页。
内蒙古赤峰二中
明德敏学 穷高极远
向 心 力 来 源 分 析
F
引
F合＝F引 ＝Fn
O
第十一页，共23页。
FN mg
O
Fn＝FN+ mg
内蒙古赤峰二中
明德敏学 穷高极远
即向心力的公式仍然适用。
Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向。
从受力的角度求得F合 ；
方向：始终指向圆心 ( 与 v 垂直 )，是变力。 2、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
一般曲线运动
向心力由静摩擦力Ff提供
效果：只改变 v 的方向，不改变 v 的大小。
向心力由支持力N和重力G的合力提供
明德敏学 穷高极远
5.6向心力
赤峰二中物理组
第一页，共23页。
内蒙古赤峰二中
明德敏学 穷高极远
演示：线的一端系一小球，使小球在光滑水平面上作匀速圆周运动。 观察并思考：
1.小球的受力情况如何？ 2.合外力有何特点？
高中物理5.6向心力课件新人教版
6.向心力
[目标定位] 1.理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2.掌握向心力的表达式，并会分析计算实际情景中的向心力。3.知道变速圆周运动 中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。
研读教材·自主 学习
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_____的合力， 这个力叫作向心力。
2．方向
半径 圆心
始终沿着_____指向_____。
3．表达式 v2
(1)Fn＝__m__r是根据力的__________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。
(1)如图甲所示，小球在绳子的拉力作用下在光滑水平面上做匀速圆周运动。 小球受几个力？向心力由谁提供？
答案： B
[变式训练] 1．(多选)在光滑的水平面上，用长为 l 的细线拴一质量为 m 的小球，使小球 以角速度 ω 做匀速圆周运动。下列说法中正确的是( ) A．l、ω 不变，m 越大线越易被拉断 B．m、ω 不变，l 越小线越易被拉断 C．m、l 不变，ω 越大线越易被拉断 D．m 不变，l 减半且角速度加倍时，线的拉力不变
解析： 力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动， 故选项 A 错误。向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项 B 正确。物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时 刻改变，故选项 C 错误。只有在匀速圆周运动中，合力提供向心力，而在非匀速 圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力， 故选项 D 错误。
解析： 在光滑的水平面上细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力。 由 Fn＝mω2r 知，在角速度 ω 不变时，Fn 与小球的质量 m、半径 l 都成正比，A 正确，B 错误；质量 m 不变时，Fn 又与 l 和 ω2 成正比，C 正确，D 错误。
[目标定位] 1.理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2.掌握向心力的表达式，并会分析计算实际情景中的向心力。3.知道变速圆周运动 中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。
研读教材·自主 学习
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_____的合力， 这个力叫作向心力。
2．方向
半径 圆心
始终沿着_____指向_____。
3．表达式 v2
(1)Fn＝__m__r是根据力的__________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。
(1)如图甲所示，小球在绳子的拉力作用下在光滑水平面上做匀速圆周运动。 小球受几个力？向心力由谁提供？
答案： B
[变式训练] 1．(多选)在光滑的水平面上，用长为 l 的细线拴一质量为 m 的小球，使小球 以角速度 ω 做匀速圆周运动。下列说法中正确的是( ) A．l、ω 不变，m 越大线越易被拉断 B．m、ω 不变，l 越小线越易被拉断 C．m、l 不变，ω 越大线越易被拉断 D．m 不变，l 减半且角速度加倍时，线的拉力不变
解析： 力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动， 故选项 A 错误。向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项 B 正确。物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时 刻改变，故选项 C 错误。只有在匀速圆周运动中，合力提供向心力，而在非匀速 圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力， 故选项 D 错误。
解析： 在光滑的水平面上细线对小球的拉力提供小球做圆周运动的向心力。 由 Fn＝mω2r 知，在角速度 ω 不变时，Fn 与小球的质量 m、半径 l 都成正比，A 正确，B 错误；质量 m 不变时，Fn 又与 l 和 ω2 成正比，C 正确，D 错误。
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●用圆锥摆粗略验证
O
1、实验的基本原理？
从运动学的角度求得Fn ；从 受力的角度求得F合 ； 将Fn 和F合 进行比较 l
θ
FT
r
h
小球所需 向心力 2 v Fn=m r
2、实验需要的器材？
钢球、细线、画有同心圆的 白纸、天平、秒表、直尺 G
F合 O' F合＝mgtanθ
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
O
θ
圆
锥
摆
mg F合
O'
几 种 常 见 的 匀 速 圆 周 运 动 受 力 图
滚筒Βιβλιοθήκη F静FNOr
mg
几 种 常 见 的 匀 速 圆 周 运 动 受 力 图
圆台筒
FN r F合 mg
O
向 心 力 公 式 的 验 证
F合＝man
v2 an = r
v2 Fn=m r
Fn=mω2r
能否利用实验粗 略地验证向心力 的表达式？
匀速圆周运动 v
F N G
变速圆周运动
Ft
F合 Fn
O
合力全部 提供向心力
合力部分 提供向心力
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。 一般曲线运动 各个地方的弯 曲程度不一样， r2 如何研究？
r1
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。
4、说明 （1）向心力是效果力，它可以是某一个力（重力、 弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的 分力 （2）向心力是变力 (3)受力分析时绝 对不能出 现向心力
几 种 常 见 的 匀 速 圆 周 运 动 受 力 图
转盘
FN
F静
mg
几 种 常 见 的 匀 速 圆 周 运 动 受 力 图
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 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
v2 Fn=m r
Fn=m rω2
4π2 Fn =m 2 r T
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
m、r、转n圈所用时间t、h
注 意 事 项
1、h 并不等于纸面距 悬点的高度 l 2、小球与纸面不能接触
O θ
h
r
O'
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
做变速圆周运动的物体所受的力—链球运动
F
O
变 速 圆 周 运 动
做变速圆周运动的物体所受的力
Ft 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
an 哪来的？ 即an 是如何
产生的？
6
向心力
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
径垂直);是变力
向 心 力 的 大 小
F合＝Fn
F合＝man v2 an = r
v2 Fn=m r
Fn=mω2r
向 心 力 来 源 的 分 析
F合＝F引 ＝Fn
F引
O
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
向 心 力 来 源 的 分 析
受力分析
FN Ff mg FN mg
O
提供向心力
O
Ff
FN+mg
向 心 力 来 源 的 分 析
G
T
F合
说 明
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；受力分析时, 不能多出一个 向心力。
2、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体
做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、 弹力、摩擦力等各种性质力的合力）
F合＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
注意：
向心力是根据力的作用效果命名 的力，并不是一种新的性质的力。 当物体做匀速圆周运动时，就必须 对物体进行正确的受力分析，判断 是什么力提供了向心力.
变 思 速 考 圆 周 运 动
匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合 物体做变速圆周运动。 力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ Ft
v
Fn
F合
O
v
Ft Fn
速度增大的 圆周运动
F合 速度减小的 圆周运动
O
高中物理必修2
圆周运动
第六节
向心力
向心加速度
知识回顾
1.向心加速度：作圆周运动的物体具有的总是 沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度． 2.向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化． 3.向心加速度大小： v2 或 a = rω2 an = r n
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。
向心力.mpg
方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力
作用效果:只改变速度的方向
v2 Fn=m r
大小 Fn=mω2r 4π2 Fn =m 2 r T
来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中)