（曲線運動之向心力）人教版必修高一物理精選教學(xué)課件

1、專題5.6 向心力第五章 曲線運動 高一物理課件精選（人教版必修2)第一頁，共三十一頁。趣味實驗說一說：如何用很輕的小球提起較重的鑰匙串？ 想一想：很輕的小球為什么能夠提著較重的鑰匙串呢？ 第二頁，共三十一頁?；仡欁鰟蛩賵A周運動的物體加速度指向圓心，這個加速度稱為向心加速度 an方向始終指向圓心an 哪來的？即an 是如何產(chǎn)生的？根據(jù)牛頓第二定律可知物體一定受到了指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。第三頁，共三十一頁。向心力1、定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力。 4、效果：只改變v 的方向，不改變v的大小。3、方向：方向始終與v 垂直，指向圓心。2、符號：Fn向心力

2、是不是一種新的性質(zhì)力？即向心力是不是與重力、彈力、摩擦力一樣都是按照某種性質(zhì)來命名的力？第四頁，共三十一頁。分析OF引F合F引 Fn在勻速圓周運動中，合力充當(dāng)向心力第五頁，共三十一頁。OGFNF豎直方向上FNG，故F 即為合力F合FFn在勻速圓周運動中，合力充當(dāng)向心力分析第六頁，共三十一頁。說明1、向心力是按照效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。F合Fn2、向心力的來源：物體所受的合外力提供了物體做勻速圓周運動所需的向心力。（可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力）在勻速圓周運動中，合力充當(dāng)向心力第七頁，共三十一頁。Fn=m v2rFn=m r2F

3、合man向心力大小與多個物理量有關(guān)，在分析向心力與某一物理量的關(guān)系時，要注意什么？當(dāng)m、v不變時，F(xiàn)n與r成反比；當(dāng)m、r不變時，F(xiàn)n與v成正比。當(dāng)m、不變時，F(xiàn)n與r成正比；當(dāng)m、r不變時，F(xiàn)n與成正比。能否利用實驗粗略地驗證向心力的表達(dá)式？F合Fnan = v2r向心力的大小第八頁，共三十一頁。用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式1、實驗的基本原理？從運動的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F合 進(jìn)行比較2、實驗需要的器材？鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m v2rm？r

4、？v？m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時間t、h第九頁，共三十一頁。注意事項rOOlh1、h 并不等于紙面距懸點的高度2、小球與紙面不能接觸3、測 t 時不能太久4、啟動小球時應(yīng)確保小球做的是勻速圓周運動第十頁，共三十一頁。實驗次數(shù)運動角度求向心力Fn受力角度求合力F合半徑r/m轉(zhuǎn)_圈時間t/s線速度v/ms-1向心力Fn/N高度h/m正切值tan合力F合/ N12345實驗數(shù)據(jù)記錄第十一頁，共三十一頁。練一練小球在水平面內(nèi)運動GFTF合小球在光滑的水平桌面上運動GFNFTFGF靜使轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動地球繞太陽運動F下列物體做勻速圓周運動時，向心力分別由什么力提供?第十二頁，共三十一頁。幾種常見的圓周運動飛機(jī)在

5、水平面內(nèi)盤旋OmOlm豎直方向：FT cosmg水平方向：F合=m2l sin豎直方向：F升 cosmg水平方向：F合=m2rOrFTmgF合mgF合F升第十三頁，共三十一頁。幾種常見的圓周運動OORmm豎直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2rOr豎直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2 R sinmgFNF合mgFNF合第十四頁，共三十一頁。幾種常見的圓周運動mgFN物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動rF靜豎直方向：FNmg水平方向：F合=F靜=m2rABFa回顧：A、B一起向左加速，分析A的受力情況。F靜OF靜vv誰充當(dāng)向心力？靜摩擦力指向圓心第十五頁，共三十一頁。幾種常見

6、的圓周運動OOFnFtF合vFnFtvF合速度增大的圓周運動速度減小的圓周運動勻速圓周運動所受的合力充當(dāng)向心力，方向始終指向圓心；如果一個沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運動嗎？當(dāng)沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。切向力Ft ：垂直半徑方向的合力向心力Fn ：沿著半徑（或指向圓心）的合力產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向第十六頁，共三十一頁。分析向心力來源的思路3、進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力2、確定圓周運動所在的平面，明確圓周運動的軌跡、半徑及圓心位置1、明確研究對象第十七頁，共三十一頁。幾種常見的圓周運

7、動3、進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力2、確定圓周運動所在的平面，明確圓周運動的軌跡、半徑及圓心位置1、明確研究對象第十八頁，共三十一頁。一般曲線運動運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般曲線運動。r1r2一般曲線運動各個地方的彎曲程度不一樣，如何研究？把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進(jìn)行處理。第十九頁，共三十一頁。小結(jié)或(2)表達(dá)式：總是指向圓心(1)方向：Fnm r2(3)來源： 不是一種新的力，可以由重力、彈力、摩擦力、引

8、力等提供或是其它力的分力、合力二、變速圓周運動和一般的曲線運動FOFnFt改變速度的大小改變速度的方向第二十頁，共三十一頁。隨堂練習(xí)1、用細(xì)線拴柱一球做勻速圓周運動，下列說法中正確的是（ ）A.在線速度一定情況下，線越長越易斷B.在線速度一定情況下，線越短越易斷C.在角速度一定情況下，線越長越易斷D.在角速度一定情況下，線越短越易斷BC第二十一頁，共三十一頁。隨堂練習(xí)2.質(zhì)量為m的球用長為L的細(xì)繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細(xì)線與豎直線成角，則以下正確的是A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mgtanD.擺球做勻速

9、圓周運動的向心加速度為gtanBCDrOGF合F第二十二頁，共三十一頁。隨堂練習(xí)3、質(zhì)量為m=1kg的物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動的角速度=2rad/s,如果物體到轉(zhuǎn)盤圓心的距離為R=0.5m,求物體受到的靜摩擦力大小.OGFNF靜2NF靜=第二十三頁，共三十一頁。例與練 2、一物體在水平面內(nèi)沿半徑 R=20cm的圓形軌道做勻速圓周運動,線速度v =0.2m/s,則它的 向心加速度為_m/s2， 角速度為_ rad/s，周期為_s。0.212第二十四頁，共三十一頁。例與練3、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是 A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤

10、道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小第二十五頁，共三十一頁。rRcos第二十六頁，共三十一頁。例與練關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是 A、它們的方向都沿半徑指向地心B、它們的方向都平行于赤道平面指向地軸C、北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D、北京的向心加速度比廣州的向心加速度小BDORROORRO第二十七頁，共三十一頁。例與練第二十八頁，共三十一頁。小結(jié)an = v2ran = r21.定義:勻速圓周運動的加速度2.意義:描述速度方向變化的快慢3.大小:4.方向:始終指向圓心(時刻改變)勻速圓周運動是變加速運動向心加速度第