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(共21张PPT)
O
G
FN
F
小球受力分析：
O
FN与G相抵消，所以合力为F
O
F拉
F拉
F拉
V
V
V
O
小球在光滑水平面内做匀速圆周运动
合力为F产生了哪些作用效果
高中物理 必修二
第六章 圆周运动
6.2
向心力
向心力的特点
②作用效果：只改变速度的方向，不改变速度大小
④向心力的来源：是根据力的作用效果来命名的，是效果力；它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供了向心力。
①方向:始终指向圆心且与速度方向垂直,方向时刻改变。
定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力（用Fn表示）。
③符号：Fn
几种常见的匀速圆周运动
O'
ω
O
θ
l
m
F合=mg tanθ
FT
mg
F合
G
Ff
FN
F合=FN
F合=Fn
几种常见的匀速圆周运动
θ
ω
θ
m
F合=mg tanθ
O
r
mg
FN
F合
几种常见的匀速圆周运动
ω
mg
FN
物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
r
Ff静
F合=Ff静
谁充当向心力？
静摩擦力指向圆心
定性感受向心力的大小
感受向心力
转动较快时，可近似认为绳的拉力提供物体做圆周运动的向心力.
向心力的大小
实验发现：
当绳的长度不变，即圆周运动的半径r不变，转动越快(v或ω越大)，绳的拉力越大，向心力越大.
线速度不变，绳越长，r 越大，绳的拉力越大，向心力越大.
线速度和绳长不变时，换用质量更大的物体，绳的拉力越大.
向心力的大小
定量探究向心力的表达式
向心力演示器
1-手柄 2、3-变速塔轮 4-长槽 5-短槽
6-横臂 7-套筒 8-标尺
向心力的大小
阅读教材28-29页，思考：
1.向心力演示仪如何测量向心力的大小？
2.如何设定轨道半径？如何改变物体的质量？
3.如何控制物体的角速度？
4.向心力与多个因素有关，你的实验方案是怎样的？
向心力的大小
研究思路：
向心力大小与物体质量、线速度、半径有关，要控制变量研究向心力与某个因素的关系.例如研究向心力和质量的关系，要保持轨道半径和线速度相同，改变物体的质量.
向心力的大小
向心力大小
利用v=ωr， Fn=mω2r=mvω
角速度ω=2π/T，得
Fn=m
v2
r
Fn=m( ) r
2π
T
2
向心力的大小
大量精确的实验表明,向心力的大小:
做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动)
F
O
变速圆周运动
O
O
思考
Fn
Ft
F合
v
Fn
Ft
v
F合
速度增大的圆周运动
变速圆周运动
速度减小的圆周运动
匀速圆周运动所受的合力方向始终指向圆心,充当向心力；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力方向不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。
切向力Ft ：垂直半径方向的力
向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的力
产生切向加速度，改变速度的大小
产生向心加速度，改变速度的方向
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。
r1
r2
一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。
匀速圆周运动：
变速圆周运动：
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
小结
1、关于向心力说法中正确的是（ ）
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；
B、向心力不改变速度的大小；
C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；
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
B
练习
2、用细线拴住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
BC
3、在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是( )
A．两小球速率必相等
B．两小球角速度必相等
C．两小球加速度必相等
D．两小球到转轴距离与其质量成反比
B D
4、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ）
A.1∶4 B.2∶3
C.4∶9 D.9∶16
C
5、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？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
解析：小橡皮受力分析如图。
小橡皮恰不下落时，有：
Ff=mg
其中：Ff=μFN
而由向心力公式：
FN=mω2r
解以上各式得：
G
Ff
FN

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