高中物理与 第五章 曲线运动 第七节 向心力课件 新人教版必修2.ppt

如下图所示的“水流星”是我国传统的杂技节目，演员们把盛有水的容器用绳子拉住在空中如流星般快速摆动，同时表演高难度的动作，容器中的水居然一滴也不流下来． 你考虑过没有： (1)“水流星”的运动快慢与手中拉力的大小有什么关系？ (2)如果手中的力渐渐减小，将会发生什么现象？当“水流星”转到最高点时，如果突然松手，会发生什么现象？ 1．做匀速圆周运动的物体具有________，据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向________，这个合力叫做________． 2．向心力并不是像重力、________、________那样作为具有某种________来命名的，它是从力的________命名的． 3．做圆周运动的物体受到如图所示的力F，则物体正在沿圆周做________运动，分力Ft产生圆周________的加速度，简称为__________．分力Fn产生指向________的加速度，这就是____________． 答案：1.向心加速度　圆心的合力　向心力 2．弹力　摩擦力　性质的力　作用效果 3．加速　切线方向　切向加速度　圆心　向心加速度 (1)定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力． (2)向心力的特点：①方向时刻在变化，总是与线速度的方向垂直．②在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向心力是变力，是一个按效果命名的力． (4)向心力的来源 向心力是从力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力． 当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力． (5)向心力是变力 向心力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，方向时刻在改变，故向心力为变力． 特别提醒： (1)向心力是效果力，由某一个力或者合力、分力提供，对物体受力分析时不能考虑向心力． (原创题)如图所示，转台上的人和物体一起随转台做匀速圆周运动，则下列关于人的受力情况说法正确的是 (　　) A．受重力、支持力和向心力 B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．受重力、支持力、摩擦力和向心力 D．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 答案：B 解析：本题往往选AC，认为物体还受向心力，在本题中向心力由静摩擦力提供. (1)向心力的方向指向圆心，速度方向沿圆弧切线方向，即向心力方向总与速度方向垂直，故其作用只是改变速度的方向，不改变大小； (2)另一方面，匀速圆周运动的速度大小是不改变的，向心力是其合外力，因此向心力的作用只是改变速度的方向，不改变大小； (3)向心力方向总与速度方向垂直，所以向心力对物体不做功，不改变物体的动能． (4)质点做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心． (河南南阳市一中09～10学年高一下学期期中)关于向心力，以下说法中正确的是 (　　) A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的 B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或一个力的分力 C．对稳定的圆周运动，向心力是一个恒力 D．向心力的效果是只改变质点的线速度大小 答案：AB 解析：理解向心力的定义、作用效果，弄清向心力的来源和物体做匀速圆周运动的条件，然后与选项加以比较可作出判断. (1)“轻绳”模型 如图所示，没有物体支撑的小球，在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况： ②能通过最高点的条件：当v≥v临界(当vv临界时绳、轨道对小球分别产生拉力、压力)时小球将做完整的圆周运动． ③不能过最高点的条件：vv临界(实际上小球还没到最高点就脱离了轨道)． (2)“轻杆”模型 如图所示，有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况： ①临界条件：由于硬杆和管壁的支撑作用，小球恰能达最高点的临界速度v临界＝0. ②受力特点： a．v＝0时，小球受向上的支持力FN＝mg. (1)概念：线速度大小改变的圆周运动叫做变速圆周运动 (2)受力特点：①物体所受的合力F不指向圆心；将F分解为跟圆弧相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn. ②合力F与速度方向不垂直，它改变了物体速度的大小和方向；合力对物体做功不为零，它改变了物体的动能． (3)仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动；同时具有向心加速度和切向加速度的运动是变速圆周运动． (4)一般的曲线运动：轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动． 如图所示，一般曲线运动的每一小段都可以看作圆周运动的一部分，所以分析曲线运动某点的情况时，可以采用圆周运动的分析方法处理． 特别提醒： 变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向心力，产生向心加速度，只改变速度方向，不改变其大小，合力沿切线方向的分力产生切向加