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(共34张PPT)
6.2 向心力
第六章 圆周运动
授课人：
共2课时，第二课时从第21张PPT开始
1.理解什么是向心力，能分析向心力的来源
2.知道向心力的大小与哪些因素有关
3.知道如何通过实验实验探究得出向心力大小与因素的具体关系，并能用向心力表达式进行相应的计算
学习目标
知识回顾
1.描述圆周运动快慢的物理量有哪些？
线速度
角速度
2.什么是匀速圆周运动？
如果物体沿着圆周运动，并且线速度的大小处处相等， 这种运动叫作匀速圆周运动
周期
问题
游乐场里有各种有趣的游戏项目。空 中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？
做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到的合力不为零。
思考与讨论
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？
忽略小球运动时受到的阻力，在桌面上做匀速圆周运 动的小球所受的合力为细线的拉力，拉力即为使小球做圆周运动的力，根据拉力的特点可以知道拉力的方向指向圆心。
结论：小球受的拉力指向圆心，改变小球的运动方向
一、向心力
大量实例都表明：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力。
※ 向心力是指向圆心的合力。
※ 向心力是根据力的作用效果命名的。
※ 向心力方向：指向圆心与速度垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
注意
一、向心力
例题：如图所示，小球在水平面内做匀速圆周运动谁提供向心力？
一、向心力
例题：如图所示，小球在水平面内做匀速圆周运动谁提供向心力？
如图：拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动的向心力。
二、探究向心力大小的表达式
感受向心力：
在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），另一端握在手中。将手举过头顶，使沙 袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近 似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋， 并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。
做一做
二、探究向心力大小的表达式
通过感受发现：做圆 周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。
二、探究向心力大小的表达式
向心力演示器的构造：
1 匀速转动手柄
2和3变速塔轮
4长槽、5短槽 、6横臂
7弹簧测力套筒、8标尺
实验探究
二、探究向心力大小的表达式
原理：
匀速转动手柄 1，可以使变速塔轮 2 和 3 以及长槽 4 和短槽 5 随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做 匀速圆周运动的向心力由横臂 6 的挡板 对小球的压力提供。球对挡板的反作用 力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套 筒 7 下降，从而露出标尺 8。根据标尺 8 上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
请你用上面介绍的器材设计实验， 研究向心力大小与物体的质量、速度和 轨道半径等因素的关系。
二、探究向心力大小的表达式
控制不变量 实验结论
1 r、ω
2 m、r
3 m、ω
观察实验完成表格
实验视频
二、探究向心力大小的表达式
控制不变量 实验结论
1 r、ω m越大，Fn越大，Fn∝m
2 m、r ω越大，Fn越大，Fn∝ω2
3 m、ω r越大，Fn越大，Fn∝r
观察实验完成表格
三、向心力大小
精确的实验表明，向心力的大小可以表示为
由：
得
由：
得
练一练
练一练
练一练
练一练
小结
一、向心力
二、探究向心力大小的表达式
三、向心力大小
学习目标
1.了解变速圆周运动和一般曲线运动得受力特点及一般分析方法。
2.掌握向心力的表达式，并能应用向心力表达式解决一些具体问题。
知识回顾
1.做匀速圆周运动的物体，谁来提供向心力？有什么特点？
物体所受的合力来提供向心力，指向圆心与速度垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小。
2.向心力的大小？
四、变速圆周运动和一般曲线运动
1.变速圆周运动：线速度大小时刻发生变化的圆周运动
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
变速圆周运动的受力是怎样的呢？
O
向心力：沿着半径（或指向圆心）的合力，产生向心加速度，只改变速度的方向
切向力：沿着切向方向的合力，产生切向加速度，只改变速度的大小
O
四、变速圆周运动和一般曲线运动
O
加速圆周运动：物体所受合力的方向与速度方向的夹角是锐角
减速圆周运动：物体所受合力的方向与速度方向的夹角是钝角
四、变速圆周运动和一般曲线运动
2.一般曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。
把这条曲线分割为许多很短的小 段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样，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分析方法来处理了
沿半径方向的合力提供向心力
练一练
练一练
练一练
练一练
练一练
练一练
练一练
练一练
谢谢

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