人教版高中物理必修二课件56向心力 共59张

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3.表达式： (1) Fn=_m___r _ ；(2)Fn=_m_ω__2_r。 4.效果力：向心力是根据力的 _作__用__效__果__ 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。
二、变速圆周运动和一般的曲线运动 1.变速圆周运动 :同时具有 _向__心__ 加速度和 _切__向__加速度的圆周 运动。 2.变速圆周运动的合力：变速圆周运动所受合外力 _不__等__于__ 向 心力,合外力产生两个方向的效果。 (1)跟圆周相切的分力 Ft,只改变线速度的大小，产生 _切__向__加 速度，此加速度描述线速度 _大__小__变__化__ 的快慢。 (2)跟圆周切线垂直而指向圆心的分力 Fn,只改变线速度的方 向，产生 _向__心__ 加速度。
【典例 1】(2013·安庆高一检测 )在水平面上，小猴拉着小滑 块做匀速圆周运动， O点为圆心，能正确地表示小滑块受到的 牵引力及摩擦力 Ff的图是( )
【解题探究】 (1)小滑块受几个力作用 ?合力有何特点 ? 提示:小滑块受四个力作用 ,它们是重力、支持力、拉力和摩擦 力。其中重力与支持力抵消 ,拉力与摩擦力的合力提供向心力 , 即拉力与摩擦力的合力方向指向圆心。 (2)滑动摩擦力的方向与物体 _相__对__运__动__方__向__相__反__ 。
6向心力
1.牛顿第二定律的表达式为 _F_=_m_a_ ，若表达式中 a是物体的加速 度，则力 F指_物__体__的__合__外__力__ ，该定律也指明了加速度 a与力F的 方向_相__同__ 。 2.向心加速度的方向始终指向 _圆__心__ ，故向心加速度的方向时 刻发生改变，向心加速度是 _变__量__( 选填“恒量”或“变量” )。
【标准解答】 选A。滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反 , 故滑动摩擦力的方向沿圆周的切线方向 ,B 、D错误;小滑块做匀 速圆周运动 ,其合外力提供向心力 ,故A正确,C错误。
【总结提升】 向心力与合外力判断方法 (1) 向心力是按力的作用效果来命名的 ,它不是某种确定性质的 力,可以由某个力来提供 ,也可以由某个力的分力或几个力的合 力来提供。 (2) 对于匀速圆周运动 ,合外力提供物体做圆周运动的向心力 ,对 于非匀速圆周运动 ,其合外力不指向圆心 ,它既要改变线速度大 小,又要改变线速度方向 ,向心力是合外力的一个分力。 (3) 无论是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动 ,物体所受各力沿 半径方向分量的矢量和为向心力。
提示: (1) ×。做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变 , 方向不 断变化。 (2)√。匀速圆周运动的速度大小不变，表明合力在速度方向上 没有分量，即合力一定沿半径方向，合力就是向心力。 (3) ×。对于匀速圆周运动，合力一定是向心力，但一般的圆周 运动的合力不一定等于向心力。 (4) ×。向心力是根据作用效果命名的力。 (5) √。向心力可以由某种性质的力或其分力充当 ,也可以由几 个性质力的合力提供，是效果力。
3.一般曲线运动的处理方法：一般的曲线运动中 ,可以把曲线 分割成许多很短的小段 ,每一小段可看作一小段 _圆__弧__, 研究质 点在这一小段的运动时 ,可以采用圆周运动的处理方法进行处 理。
【思考辨析】 1.判断正误： (1)匀速圆周运动的向心力是恒力。 ( ) (2)匀速圆周运动的合力就是向心力。 ( ) (3)任何圆周运动的合力都是向心力。 ( ) (4)向心力和重力、 弹力一样 , 是性质力。 ( ) (5)向心力可以由重力或弹力等来充当 , 是效果力。 ( )
2.问题思考： (1)如图所示，物体在圆筒壁上随筒壁一起绕竖直转 轴匀速转动，试问：物体受几个力作用？向心力由 什么力提供？ 提示：物体受三个力，分别为重力、弹力和摩擦力。 物体做匀速圆周运动，向心力等于以上三个力的合 力，由于重力与摩擦力抵消，实际上向心力仅由弹力提供。
(2)荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡下时，
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3.向心加速度的表达式是 a=__r__=__ω__2r_ ，匀速圆周运动的向心 加速度就是物体的合加速度。 4.匀速圆周运动的加速度 _大__小__ 不变，_方__向__ 时刻改变，是变量。
一、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 _圆__心__ 的合力。这个力叫做向心力。 2.方向：始终沿着 _半__径__ 指向_圆__心__ 。
重力和细线的拉力 的合力提供向心 力 ,F=F 合
示意图
【特别提醒】 (1) 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，受力分析时不分析向心力。 (2) 公式F=mω 2r=m v2 既适用于匀速圆周运动，也适用于变
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速圆周运动。 (3) 匀速圆周运动中 ,合力提供向心力 ; 非匀速圆周运动中 , 合力不一定指向圆心 , 合力沿半径方向的分力充当向心力。
几种常见的实例如下：
实例
用细线拴住的小球在 竖直面内转动至最高 点时
用细线拴住小球在光 滑水平面内做匀速圆 周运动
物体随转盘做匀速圆 周运动 ,且相对转盘 静止
小球在细线作用下 , 在水平面内做圆周运 动
向心力 若线的拉力为零 ,球 的重力提供向心 力,F=G
线的拉力提供向心 力,F=T
转盘对物体的静摩 擦力提供向心 力,F=f
①此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？ ②绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？ 提示： ①秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。 ②由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又 有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点。
一 对向心力的理解
1.大小：Fn
?
ma n
?
m v2 r
??m
2r ??m
v。
对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对于非匀速圆周
运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周
运动)，其向心力大小随速率 v的变化而变化，公式否为匀速圆周运动，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。 3.向心力的作用效果：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，故向心力不改变速度的大小，只改变线 速度的方向。 4.向心力的来源：物体做圆周运动时，向心力由物体所受力中 沿半径方向的力提供。