切向力向心力-PPT精品

练习二：质量为200g的物体，随水平转台以 2m/s的线速度做匀速圆周运 动，物体到转轴的距离为0.1 m，则物体所需的向心力是 多大？
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三、谁来提供向心力
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12
θ
T
F
G
结论：向心力是由其它力提供的:如某一个力,
或某些力的合力,还可以是某个力的分力总.结
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你知道赛道为什么这样设计吗？
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你知道摩托转弯为什么要倾斜吗？
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课堂小结 向 心 力
方向 沿半径指向圆心，方向在不断改变 作用 只改变速度的方向，不改变速度的大小
大小 F = mrω2 F = mv2/r
来源
由其它力提供:如某一个力,或某些力的
合力,还可以是某个力的分力。（向心力
想一想：向心力的方向是否改变？
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7
分析：
V
F OO F
V
F
V
结论：向心力的方向是在不断变化的
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8
二、 向心力大小与哪些因素有关？
感知向心力大小:(控制变量法)
1.F与m的关系 保持r、ω一定
结论: m越大 F越大
2.F与r的关系 保持m、ω一定
结论: r越大 F越大
3.F与ω的关系 保持r、m一定
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练习一：一条细绳的长度为0.2m，拉着质量为 100g的小球，在光滑的水平面 上做匀速圆周运动，角速度是
rad/S，细绳对小球的拉力是 多大？
练习二：质量为200g的物体，随水平转台以 2m/s的线速度做匀速圆周运 动，物体到转轴的距离为0.1 m，转台对物体的静摩擦力 是多大？

总结词
在地球表面附近的物体做圆周运动时，万有 引力提供向心力。
详细描述
万有引力是任何两个物体之间都存在的相互 吸引的力。在地球表面附近，地球对物体的 万有引力提供物体做圆周运动的向心力。当 物体在地面附近做圆周运动时，其向心力由 地球的万有引力提供。
05
向心力的计算与解题方法
简单情况的向心力计算
实验器材介绍
实验器材
向心力演示器、小球、细线、支架、 滑轮、砝码。
实验器材介绍
向心力演示器由一个圆盘和一个支架 组成，圆盘上安装有滑轮，细线一端 固定在小球上，另一端穿过滑轮并由 砝码牵引。
实验步骤与注意事项
实验步骤 1. 将小球放在向心力演示器的圆盘上，调整细线的长度，使小球稳定在圆盘上。
2. 逐渐增加砝码的重量，观察小球在圆盘上的运动情况。
03
总结词
04
掌握复杂情况下向心力计算的步 骤和方法。
详细描述
在复杂情况下，向心力的计算通 常需要先对物体进行受力分析， 然后根据牛顿第二定律列方程求 解。受力分析时需要考虑所有作 用在物体上的力，并根据运动状 态判断各力的方向。
向心力解题方法总结
总结词
掌握向心力的解题方法对于解决相关问题至 关重要。
详细描述
在解决向心力相关问题时，首先要明确问题 的类型和所给条件，然后选择合适的公式或 方法进行计算。对于简单问题，可以直接使 用向心力公式进行计算；对于复杂问题，需 要先进行受力分析和运动分析，再根据具体 情况选择合适的方法求解。同时，需要注意
单位的统一和计算的准确性。
THANKS
感谢观看
实验步骤与注意事项
• 记录小球在不同重量砝码下的运动轨迹。
实验步骤与注意事项

这个指向圆心的力就叫作向心力。
即合力一定沿着半径指向圆心，大小等于mω2R。
(365 24 3600) （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。
2
11
2
1、轨道半径50m，线速度20m/s时，需要向心力______
了解变速圆周运动和一般曲线运动。
4.751027 N
合力。
⑵A：一般圆周运动中，沿半径方向的分力的合力， 是做圆周运动所需的向心力。
B: 物体做匀速圆周运动时，由所有力的合力提供
向心力，
即合力一定沿着半径指向圆心，大小等于mω2R。
向心力
方向：始终指向圆心；
大小： Fn
m 2r
m v2 r
m
4 2r
T2
N
f
G
练一练
1：关于向心力说法中正确的是（ B）
不改变速度的大小。 可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力沿着半径方向的合力。
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
切向力Fτ：垂直半径方向的合力
是做圆周运动所需的向心力。
（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。
这个指向圆心的力就叫作向心力。
1：关于向心力说法中正确的是（ ）
向心力只改变速度的方向。
了解变速圆周运动和一般曲线运动。
可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力沿着半径方向的合力。
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
（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。
匀速圆周运动的合力指向圆心，
二、向心力的大小 线速度是矢量，它既有大小，也有方向

FA 6 FB 7
8
2
二.向心力方程的应用
1.向心力方程 F向=F合=ma向
F向
ma向
m
v2 r
m 2r
m（ 2
T
）2r
3
实例分析：寻找向心力的来源？ 1.天体的圆周运动：《课本》22页1题 2.光滑水平面上用绳拉小球做匀速圆周运动
《新课堂》35页10题 《新课堂》29页7题
N F
F
mg
4
ω
《新课堂》32页【变式训练】
6
《新课堂》 36页17题
B FA A
B
FB
FA
A球向心力来源？ 轻杆对A球的拉力 B球向心力来源？ B球两端轻杆对B球的拉力 A、B两球具有相同的物理量是什么？ 角速度
7
《新课堂》 36页17题
B FA A
FB
FA 2m 2l FB FA m 2l / 3
FB 7m 2l / 3
B FA
2.大小：F合=ma F向=F合=ma向=… …
3.向心力的作用效果： 不改变速度的大小，只改变速度的方向。
特别说明：向心力是效果力 。它可以是一个力，也可 以是几个力的合力，也可以是某一个力的分力。 所以，受力分析中不能说物体受重力、支持力、拉力 和向心力 思考题：向心力是恒力？还是变力？为什么？ 结论：向心力的大小虽然不变化，但向心力的方向 时刻在变化，所以，向心力是变力。
复习提问：
匀速圆周运动的加速度----向心加速度
1.方向：总是与其速度方向垂直，并指向圆心
2.向心加速度的大小 v 2
a向 v a向 r
a向 2r
a向
（ 2
T
）2r
（2n）2r
3.向心加速度的物理意义： 描述速度（方向）运动，是变加速（度）运动

V=0m/s
F=21N
R
分析(fēnxī):如果小球在最高点
o
的速度v=1m/s,轻杆对小球有作
用力吗？小球做何运动?
轻杆对小球(xiǎo qiú)有向上的支持力,小球(xiǎo qiú)
如做球圆在周空运心动圆形轨道内做圆周运动,又该如何分
析?
第十一页，共20页。
（3）用轻杆连着的小球(xiǎo qiú)或 小球(xiǎo qiú)在空心圆形轨道内， 在竖直平面内的圆周运动通过最高 点的情况。 能通过(tōngguò)最高点的条件：
提供 F向=N
供(tígōng)向心力 F
向=f静
第三页，共20页。
结论:做匀速圆周运动的物体(wùtǐ)
所需的向心力由合力 提供
向心力是按效果(xiàoguǒ)命名 的力
千万不要认为(rènwéi)
做匀速圆周运动的物体另外还受 到一个向心力的作用 !
第四页，共20页。
二、物体在竖直(shù zhí)平面内的圆 周运动
例3．长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有
一质量(zhìliàng)为3kg的小球，以O点为
圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所
示，小球通过最高点时的速度为2m/s，取
g=10m/s2，则此时轻杆OA将
B
（）
A．受到6.0N的拉力 B．受到6.0N的压力
C．M受到24N的拉力 D．受到54N的拉力 A
（2）当
,此时轻杆(轨道(guǐdào)内侧)对球提
生拉力(压力),重力与支持力合力提供向心力
动的向心力 做匀速圆周运动的物体所受合外力(wàilì)一定是向心力
（3）用轻杆连着的小球(xiǎo qiú)或小球(xiǎo qiú)在空心圆形轨道内，在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况。

随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,
如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求
物体受到的静摩擦力大小.
ω
FN
O
F静
2N G
五、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。
r2 rr11
问题讨论:一 般曲线运动各 个地方的弯曲 程度不一样， 如何研究？
处理方法----把曲线分割为许多极短的小段,每小 段都看作一小段圆弧.它们具有不同的曲率半径. 在分析质点在某位置的运动时可采用分析圆周运 动的方法进行处理.即向心力的公式仍然适用。
圆心方向的合力即向心力
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
1.回顾
只加速
v
a
只减速
a
v
v
an
只改变速度方向
2.思考
为什么变速速圆周运动的速度大小时刻改变， 速度方向时刻改变？
Ft
F
Fn
O
Fn
an 改变速度的方向
a起着改变速
度大小、方
Ft
at
改变速度的大小
向的作用
随堂练习
1、用细线拴柱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
5.7 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：
a r 2 或
a v2 r

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：
只改变线速度的方向， 不改变线速度的大小
向心力是恒力 吗？
向心力的来源
1、轻绳栓一小球,在光滑平面做匀速圆周运动
FN
向心力由小球受到的支持力FN、 重力G、绳拉力的合力提供
OF
O
G
Fn= F合= F
向心力的来源
2、物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动 FN
ω
Fn= F
合
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.
an = ω2r
向心力的大小
猜想:
向心力F可能与哪些因素有关?
质量、半径、角速度
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 运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。
r2 r1
为什么链球转得越快，张文秀就越站立不稳？
思 考
由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三
个力的合力提供.即圆盘对木块的静摩擦力 Ff
f
G
Fn= F合= f
向心力的来源
3、物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力?
ω
桶对物块的支持力提供向心力
f FN
G
向心力的来源
4、沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
N
θ
m
r F合O
mgθ ω
N R
θ
O

第19页
2.运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般曲 线运动，在复杂的曲线运动中取一小段研究，每一小段都可以看 成是圆周的一部分，这些圆弧的弯曲程度不同，圆心不同，注意 到这个区别以后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可 以采用圆周运动的方法进行研究.
第20页
如图所示，物块 P 置于水平转盘上 随转盘一起运动，图中 c 方向沿半径指向圆心， a 方向与 c 方向垂直.当转盘逆时针转动时，下 列说法正确的是( )
A.当转盘匀速转动时，P 所受摩擦力方向为 c B.当转盘匀速转动时，P 不受转盘的摩擦力 C.当转盘加速转动时，P 所受摩擦力方向可能为 a D.当转盘减速转动时，P 所受摩擦力方向可能为 b
第21页
【答案】 A 【解析】 转盘匀速转动时，物块 P 所受的重力和支持力平 衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力 方向指向圆心 O 点，故 A 项正确，B 项错误；当转盘加速转 动时，物块 P 做加速圆周运动，不仅有沿 c 方向指向圆心的向心 力，还有指向 a 方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合 力即摩擦力可能沿 b 方向，故 C 项错误；当转盘减速转动时，物 块 P 做减速圆周运动，不仅有沿 c 方向指向圆心的向心力，还有 与 a 方向相反的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩 擦力可能沿 d 方向，故 D 项错误.
(2)如果水平杆的转动角速度降为 ω′＝1.5 rad/s，圆环能 否相对于杆静止在原位置，此时它所受到的摩擦力有多大？(g 取 10 m/s2)
第36页
答案 (1)1.25 m (2)能 2.81 N
解析 (1)圆环在水平面内做匀速圆周运动的向心力是杆施
加给它的静摩擦力提供的，则最大向心力 F 向＝μmg，代入公式 F

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？

[答案] BC
向心力是效果力，方向一定指向圆心，只有在匀速圆周运动中 向心力才等于物体所受到的合外力．在解决具体问题时一定要搞清 物体的运动性质，根据运动情况确定受力情况也是解决受力分析问 题的一个重要方法．
要点二 匀速圆周运动和变速圆周运动的比较
(1)匀速圆周运动的线速度大小不变，且只有向心加速度． (2)变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向心力， 产生向心加速度，只改变速度方向，不改变其大小，合力沿切线方 向的分力产生切向加速度，只改变速度大小，而不改变速度的方向．
二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动
(1)定义：线速度大小 变化 的圆周运动叫做变速圆周运动． (2)受力特点：物体所受的合力 F 不指向 (填“指向”或 “不指向”)圆心；将 F 分解为 跟圆周相切 的分力 Ft 和指向圆心
的分力 Fn.
2．一般曲线运动 (1)概念：运动轨迹既不是 直线 也不是 圆周 的运动，可 称为一般曲线运动． (2)处理方法：把曲线分割成许多极短的小段，每一段都可 以看做一小段 圆弧．这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动 时，就可以用 圆周运动 的分析方法来处理了．
3．几种常见的匀速圆周运动的实例图表
图形
受力分析 力的分解方法 满足的方程及向心加速度
Fcosθ＝mg Fsinθ＝mω2lsinθ 或
mgtanθ＝ mlsinθ·ω2 a＝gtanθ
图形
受力分析
力的分解方法
满足的方程及向心加速度
FFNNcsionsθθ＝＝mmωg 2r 或 mgtanθ＝ mrω2a ＝gtanθ
(2)对做圆周运动的物体进行受力分析时，注意以下几点：物 体的受力应是实际受到的力，是性质力，存在施力物体；不另外分 析向心力．