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(共31张PPT)
5.6 向心力6.2向心力
实例
物体做圆周运动一定受到力的作用
课堂导入
vFvFvF人 造 卫 星 绕 地 球 运 行二、目标导学
1、理解向心力的概念，知道向心力是效果力。
2、分析向心力的来源。（重）
3、掌握向心力的公式，会进行相关计算。（重难）
4、知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
所受合外力__________
◆ 什么是匀速圆周运动？
◆ “匀速”的含义是什么？
匀速圆周运动是___速曲线运动
变
速度时刻改变
一定不等于零
匀速圆周运动物体所受的合外力有何特点？
三、知识精讲
运动状态不断变化
力是改变物体运动状态的原因
O
G
N
F
小球受力分析：
O
N与G相平衡，所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与______垂直
线速度
一、向心力
1、定义：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。Fn
2、作用效果：
向心力、线速度方向总垂直，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小（或产生向心加速度）。
（1）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,任何性质的力都可以作为向心力。
（2）向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力、某个力的分力所提供。即，对物体受力分析时不能考虑向心力。
理解注意
向心力的方向始终指向圆心，（与线速度方向垂直）它的方向时刻在变化，所以向心力是变力。
3、方向：
4、向心力表达式
v = ωr
f =
T
1
转速n单位取rad/s
r
θ
O
h
小球受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
G
F合
F
分析得出: 向心力由拉力F和重力G的合力提供。
实验：
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
二、向心力的来源分析
物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
F向= F合= Ff
由木块受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。
合外力即圆盘对木块的静摩擦力Ff
ω
O
G
FN
Ff
木块向心力的来源
G
Ff
FN
ω
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
θ
O'
O
R
ω
θ
ω
θ
m
m
O
r
mg
FN
F合
mg
FN
F合
F合＝mgtanθ
竖直方向:FN cosθ＝mg
水平方向:F合=mω2r
竖直方向：FN cosθ＝mg
水平方向：F合=mω2 R
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
归纳：向心力的来源
向心力是一种效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力 。
向心力不是物体实际受到的力，分析受力时不能单独体现！
受力分析时, 不能多出一个向心力。
图2
判断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
2、小球在光滑的水平桌面上运动；(如图1)
3、小球在水平面内运动；(如图2)
图1
细绳的拉力
小球重力和绳拉力的合力
判断向心力分别由什么力提供？
4、细绳拴住小球在竖直平面内转动。经过最高点时，绳子的拉力为0。
重力和支持力的合力
经过最低点时
5、汽车过拱桥时，经过最高点时
重力
重力和绳子拉力的合力
1.知道物体做圆周运动轨道所在的平面,明确圆心和半径。
2.分清向心力的来源,明确向心力是由什么力提供的。
3.根据线速度、角速度的特点,选择合适的公式列式求解。
方法提炼：
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
随堂练习
例1
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？
解析：对小橡皮受力分析如图。
小橡皮恰不下落时，有：
Ff=mg ①
其中：Ff=μ FN ②
由FN提供向心力： FN=mω2r ③
由①②③得
G
Ff
FN
例2
三、变速圆周运动和一般的曲线运动
问题情境：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 运动过程中,
公式 还适用吗？
提醒 ：(1)小朋友做的是变速圆周运动。
(2)小朋友荡到最低点时,绳子拉力与重力的合力指向悬挂点,在其他位置,合力不指向悬挂点。运动过程中公式 仍然适用。
设小朋友正在向下加速运动
沿着半径（即垂直于速度）方向：
T-G2提供小朋友做圆周运动的向心力
沿着速度方向：
使小朋友速度增大
O
O
Fn

F合
v
Fn

v
F合
速度增大的圆周运动
速度减小的圆周运动

1.沿速度方向的力只改变线速度的大小
2.垂直于速度方向的力只改变线速度的方向
3.匀速圆周运动中，向心力＝合外力，指向圆心；
非匀速圆周运动中，合外力不等于向心力
方法提炼：
如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需的向心力由什么力提供 (　　)
A.绳的拉力
B.重力和绳的拉力的合力
C.重力
D.绳的拉力和重力沿绳方向的分力的合力
解析:小球仅受重力和绳子拉力作用,向心力是指向圆心方向的合力。因此,向心力由各力沿绳方向的分力的合力提供,故D正确。
例题
D 　
如图所示，一质量为m的小球用长为L的细绳悬挂于0点，将其拉离竖直位置一定角度后释放，当它处于与竖直方向成θ的B位置时，线速度大小为V，求:此时绳对小球的拉力大小。
例题
如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不
指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？
四、探究展示
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。
圆周运动的临界问题
细绳拉着小球在竖直平面内做圆周运动
小球在竖直放置的光滑圆环内侧做圆周运动
小球固定在轻杆上，在竖直平面内做圆周运动
小球在竖直放置的光滑管中做圆周运动
在最高点，线速度 V≥
在最高点，线速度 V≥0
五、课堂小结
1、如图所示，物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是( )
A.重力、支持力
B.重力、向心力
C.重力、支持力、指向圆心的摩擦力
D.重力、支持力、向心力、摩擦力
C
六、检测反馈
2、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
六、检测反馈

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