资源简介

(共21张PPT)
6.2 向 心 力
1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义。
2.感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系。
3.掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力。
4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。
问题：空中飞椅深受年轻人的喜爱。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，说明物体一定受到了力的作用。那么这个力的方向有什么特点呢？
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，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？
O
小球受力分析：
G
FN
F
小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的作用，绳子的拉力即为使小球做圆周运动的力，绳子的拉力的方向指向圆心。
2.方向：总是沿着半径指向圆心。方向时刻改变,因此向心力是变力。
3.作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：合力大小不变，方向始终指向圆心。
1.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。
知识点一：向心力
思考：空中飞椅游戏中飞椅与人的向心力来源？
θ
θ
mg
FN
F合
空中飞椅游戏中飞椅与人的向心力是合力
G
Ff
FN
ω
思考：物块随着圆桶一起匀速转动时，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。
地球对月球的引力使地球做匀速圆周运动
思考：月球绕地球公转的向心力来源？
v
F
4.向心力的来源：向心力可以是重力、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。
5.关于向心力的几点说明
（1）向心力是根据作用效果命名的，并不是一种新的性质的力。
（2）向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。受力分析时绝对不能出现向心力。
猜想：向心力大小可能与 _______________________________ 有关
物体质量、
轨道半径、
运动快慢
探究向心力大小的表达式
知识点二：向心力的大小
1、体验向心力的大小
2、演示实验：用向心力演示器演示
3、实验器材：向心力演示器
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，该读数即显示了向心力的大小。
4、结构及原理
5.实验方法:
控制变量法
（1）F与m的关系
保持r、ω一定
（3）F与ω的关系
保持m、 r一定
（2）F与r的关系
保持ω 、m一定
6.实验结论: 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。
向心力的大小可以表示为：Fn ＝ mω2r
由：v=ωr 得Fn＝m
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？
1.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。
O
Fn

F合
v
速度增大的圆周运动
O
Fn

v
F合
速度减小的圆周运动
知识点三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
Fn 改变速度的方向 Ft 改变速度的大小
（1）当合外力与速度夹锐角时，物体线速度增加
（2）当合外力与速度夹钝角时，物体线速度减小
3.物体做变速圆周运动的受力条件：
当做圆周运动的物体所受合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。
2.变速圆周运动的规律：
（1）定义：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。
3.一般的曲线运动
r1
r2
（2）研究方法：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。
1.用细线拴柱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
2．有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为 ，下列说法中正确的是（　　）
A．h越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B．h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C．h越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D．h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
B
3．如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　）
A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力
B．向心力由细线对小球的拉力提供
C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力
D．向心力的大小等于
C
mg
tanθ
3.如图所示，一辆轿车正在水平路面上转弯，下列说法正确的是(　　)
A．水平路面对轿车弹力的方向斜向上
B．轿车受到的静摩擦力提供转弯的向心力
C．轿车受到的向心力是重力、支持力和牵引力的合力
D．轿车所受的合力方向一定与运动路线的切线方向垂直
B
一、向心力
1.定义 2.方向 3.作用 4.来源
二、向心力的大小
向心力的大小可以表示为：Fn ＝ mω2r 由：v=ωr 得：Fn＝m
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
2、研究方法：采用圆周运动的分析方法来处理

展开更多......

收起↑