5.6向心力(人教版必修2)合编.ppt

轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 * 5.6 向心力 实例 物体做圆周运动一定受到力的作用 受力分析： O 结论：FN与G相抵消，绳子的拉力F充当 FN G F 合外力，方向始终指向圆心。 v F v F v F 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 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。 ① 方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直） ② 向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小 公式：Fn = mrω2 向心力的大小 = mvω = mv2 /r = mr(2π/T)2 实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？ 想一想 r θ O G F合 F 结论: 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 1、实验的基本原理？ 从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较 2、实验需要的器材？ 钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺 r O O θ l h FT G F合 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？ F合＝mg tanθ 小球所需向心力 Fn=m v2 r m？r？v？θ？ m、r、转n圈数所用时间t、l 公式： Fn = mrω2 向心力的大小 = mvω = mv2 /r = mr(2π/T)2 O 小球受力分析： 轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？ G FN F 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 F向= F合= F 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 F向= F合= Ff 由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力Ff ω O G FN Ff 小球向心力的来源? 匀速圆周运动实例分析——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。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 θ O O R ω θ ω θ m m O r mg FN F合 mg FN F合 F合＝mg tanθ 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 sinθ 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 总结： ⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种 新的性质的力。 ⑵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。 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。 变速圆周运动和一般曲线运动 ⑴ 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？ 做变速圆周运动的物体所受的力 F Fn Ft Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. 结论：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。 加速 变速圆周运动 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，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对一般曲线运动进行处理了。 r1 r2 处理一般曲线运动的方法： 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 3、向心力的大小 2、向心力的作用效果： 1、向心力的方向： 4、变速圆周运动中的合力并非向心力 Fn=m v2 r Fn=m rω2 Fn =m r 4π2 T 2 在匀速圆周运动中合力充当向心力 指向圆心 改变速度的方向 1. 小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O’ O mg T F θ L 小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律： 即： R 解析：小球的向心力由T和G的合力提供 A 3.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平