高中物理 5-6 向心力同步课件 新人教版必修2

2．一般曲线运动的处理方法 一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一
圆弧 小段可看作一小段______ ．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有
半径 ．这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周 不同的_____
运动的分析方法进行处理．
[再思考 ] 如图 562所示，荡秋千是小朋友很 喜欢的游戏，当秋千由上向下荡时， (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？
v2 2．根据公式F＝m 和F＝mω2r，请判断向心力究竟与运 r 动半径r成正比还是成反比．
【提示】 当物体的线速度v一定时，向心力与r成反比；
当物体的角速度ω一定时，向心力与r成正比．
第2步结论——自我总结，素能培养 1．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，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表 格中
问题1 问题2 问题3 问题4
学生分组探究一
向心力的大小、方向和来源
第1步探究——分层设问，破解疑难 1．物体受到的力中的一个力可以作向心力吗？比如重力 可以作向心力吗？
【提示】
可以．比如物体在竖直面内做圆周运动经过最
高点时，若恰好只受到重力作用，则重力作向心力．
2．大小 v2 Fn＝ man＝ m ＝ mω2r＝ mωv. r 对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆 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，公式表述的只 是瞬时值． 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．

2.向心力的特点 （1）向心力方向时刻发生变化（始终指向圆心且与
v
速度方向垂直）。
F OF
F v
（2）向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速
度大小。 （3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以
v
向心力是变力。
一、向心力 2.向心力的特点
那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗？
rO ω
（4）向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。 （5）向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力 的合力来提供。
2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，
物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力
来提供( B )
A.重力
B.弹力
C.静摩擦力
D.滑动摩擦力
3.如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它 与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1.变速圆周运动的受力特点
F Fn
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 ，匀速 圆周运动切向加速度为零。
当物体做圆周运动的线速度逐渐减小 时，物体所受合力的方向与速度方向 的夹角是大于 90°还是小于 90°呢？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 2.一般曲线运动的受力特点
向心力
学习目标
1．知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源 。 2．通过实验，理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向 心力公式进行计算。 3．知道向心加速度及其公式，能用牛顿第二定律分析匀速圆 周运动的向心力和向心加速度。
新课导入

持力的作用，物体在转动过程中，有背离圆
心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦
力，且静摩檫力提供向心力，故ACD错误，B
正确。
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【例题4】
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【例题4】
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【例题5】
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D、向心产生向心加速度，使物体运动方向不断变化
答案：D 分析：A、向心加速度的方向时刻指向圆心，A错误； 向心加速度方向时刻与向心力方向相同，B错误； C、施力物体不可能是物体本身；C错误 故选B
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【例题2】
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【例题1】
（单选题）一个物体做匀速圆周运动，关于向心力和向心加速度说法正确的是（ ） A、 向心加速度大小不变，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B、 向心加速度的方向与向心力不同
C、向心力是物体维持匀速圆周运动的条件，施力物体时物体的本身
D、向心产生向心加速度，使物体运动方向不断变化
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【例题1】
（单选题）一个物体做匀速圆周运动，关于向心力和向心加速度说法正确的是（ ） A、 向心加速度大小不变，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B、 向心加速度的方向与向心力不同

②向心力的作用： 只改变线速度的方向
③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具
有确定性质的某种力。可以是某一个力，也可以是 几个力的合力所提供。
实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
法一：用天平测出小球的质量m，
用秒表测出转n圈的时间t
Tt n
F

m
4 2n2
t2
法二：小球受力
F向心 F mgtg
受到一个拉力的作用，
且力的方向不__断__变化
◆如果松手，将会发 生什么现象？
沿切线方向飞出去
一、向心力
1、向心力定义： 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆
心的合外力。 2、公式： F 3、特点：
m
v2 r
mw 2r( m 4 2
T2
r)
①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向
垂直）
• 2、在高速公路和铁轨的弯道处， 路基都要设计成倾斜的，为什么？
布置作业：
课 本 P55 （4） （5） 《课课练》 P34 （11）（12）
图2
例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分 别由什么力提供？
④玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动；(如图 3)(不计摩擦) 小球重力和内壁支持力的合力
⑤使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速 圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。(如图4)
台面的静摩擦力
图3
图4
二、变速圆周运动和一般曲线运动
OO F
F
GV
V
N与G相平衡，所 以合力为F
结论：向心力是小球所
受的合力，且与速度 V垂 直
例：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； 万有引力