6.2+向心力+ppt课件（含视频+素材）-（2019）新人教版高中物理高一必修第二册.rar

6.2 向心力向心力 第六章第六章 圆周运动圆周运动 思考：飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到哪些力的作用？合力有什么特点？新课引入空中飞椅(1)匀速圆周运动的运动性匀速圆周运动的运动性质是？质是？（2）那么做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点？匀速圆周运动是变速变速曲线运动变速曲线运动运动状态改变一定受到外力一定存在加速度 一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。用剪刀将细线剪断，观察小球的运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？1、小球受哪几个力的作用？2、合外力有何特点？3、若细线突然剪断，将会看到什么现象？想一想做一做任务一：探究向心力的来源及其命名GFNF小球受力分析：小球受力分析： OFN与与G相抵消，所以合力为相抵消，所以合力为F绳子对球有指向圆心的力绳子对球有指向圆心的力F合力合力任务一：探究向心力的来源及其命名OFFFvvvO 小球受力分析：小球受力分析：结论：做匀速圆周运动的物体，结论：做匀速圆周运动的物体，合力始终指向圆心，合力始终指向圆心，与速度与速度v垂直垂直做匀速圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。那么迫使物体做匀速圆周运动的合力有何特点呢？任务一：探究向心力的来源及其命名向心力1.1.定义定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力方向始终方向始终指向圆心圆心，并与与v垂直垂直一、向心力一、向心力方向时刻发生变化，向心力向心力是变力变力注意：注意：FFFvvvO2.2.特点：特点：恒力?任务一：探究向心力的来源及其命名为什么?3.作用效果作用效果: 因为在运动方向因为在运动方向(切线方向切线方向)上所受的合外力为上所受的合外力为0，这个方，这个方向上的加速度也为向上的加速度也为0，所以速度大小不变，向心力只改变速，所以速度大小不变，向心力只改变速度方向。度方向。只改变只改变v 的方向的方向, ,不改变不改变v 的大小的大小vFFFvvO任务一：探究向心力的来源及其命名vvvOFnFnFn 向心力是不是一种新的性质力？即向心力是不是与重力、向心力是不是一种新的性质力？即向心力是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？2.做匀速圆周运动的物体的向心力是由做匀速圆周运动的物体的向心力是由某个某个力力如（如（重力、弹力、摩擦力等）重力、弹力、摩擦力等）或者或者几个力几个力的合力的合力提供提供，或者是，或者是某个力的分力某个力的分力所提供。所提供。1.向心力是根据力的作用向心力是根据力的作用效果效果来命名的，受来命名的，受力分析时力分析时不要不要把向心力当作一个把向心力当作一个独立的力独立的力任务一：探究向心力的来源及其命名OF引引F合合F引引 Fn任务一：探究向心力的来源及其命名（1）人造卫星绕地球运行 （2)木块相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动GFNf木块受到哪些力的作用？木块受到哪些力的作用？木块做圆周运动所需木块做圆周运动所需向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想想一想结论结论:向心力由静摩擦力向心力由静摩擦力f提供提供任务一：探究向心力的来源及其命名F合合f = Fn GFfFN任务一：探究向心力的来源及其命名F合合FN = Fn 小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想rOG=mgF合合F结论结论: :向心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的合力提供的合力提供任务一：探究向心力的来源及其命名F合合mgtan = Fn 感受向心力 如图所示，在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球，并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。向心力大小可能与哪些因素有关？向心力大小可能与哪些因素有关？（1）保持小球转动的速度和绳的长度不变，改变小球的质量，感受向心力的变化。（2）保持绳的长度和小球的质量不变，改变小球转动的速度，感受向心力的变化。（3）保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。任务二：探究向心力大小的表达式实验器材：向心力演示器实验器材：向心力演示器 匀速转动手柄，可使塔轮、长槽和短匀速转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。挡板对小球的作用力提供了小圆周运动。挡板对小球的作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从标尺上读出，该读数的弹簧，压缩量可从标尺上读出，该读数即显示了向心力的大小。即显示了向心力的大小。(1).结构及原理结构及原理任务二：探究向心力大小的表达式(2) .实验方法实验方法: 控制变量法控制变量法1、F与与m的关系的关系保持保持r、一定一定保持保持 、m一定一定3、F与与 的关系的关系保持保持m、 r一定一定2、F与与r的关系的关系任务二：探究向心力大小的表达式mF rF 2F(3).实验过程：任务二：探究向心力大小的表达式结论结论: : 物体做圆周运动 需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。 根据根据 推导向心力的另一表达式：推导向心力的另一表达式：vr公式：Fnmr2rTmFn224mvFn2nvFmr任务二：探究向心力大小的表达式例1：空中飞椅o1nFGTF（1）运动轨迹在哪个平面，谁来提供向心力？（2）在秋千上旋转时，质量大的人缆绳的偏角更大吗？2tanmrmgFnsintanLRg结论： 越大， 越大，与人的质量无关。例2.如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60，重力加速度大小为g。若0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0。mgtanm02RsinRgRg2cos0匀速圆周运动问题的解题模型3、向心力的大小、向心力的大小2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1、向心力的方向：向心力的方向：4、变速圆周运动中的合力并非向心力、变速圆周运动中的合力并非向心力Fn= =m v2rFn= =m r2Fn = =m r 42T 2在匀速圆周运动中合力充当向心力在匀速圆周运动中合力充当向心力指向圆心指向圆心改变速度的方向改变速度的方向【课堂小结】投掷过程中为什么链球速度越来越大？任务三：探究变速圆周运动和一般曲线运动OOFnF合vFnFtvF合当做圆周运动当做圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体的物体所受的合力不指向圆心时，物体做做变速变速圆周运动。圆周运动。切向力切向力F Ft t ：垂直半径方向的：垂直半径方向的合力合力向心力向心力F Fn n ：沿着半径（或指向圆心）的：沿着半径（或指向圆心）的合力合力Ft速度增大的圆周运动速度增大的圆周运动速度减小的圆周运动速度减小的圆周运动改变速度的大小改变速度的大小改变速度的方向改变速度的方向任务三：探究变速圆周运动和一般曲线运动r1r2任务三：探究变速圆周运动和一般曲线运动rmrvmFF22合向合合向向FF 向向合合n n