新教材同步系列 高中物理第六章圆周运动2向心力课件新人教版必修第二册.pptx

第六章圆周运动;学习目标;知识导图;课前·自主预习;1．定义

做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向______，这个指向圆心的力叫作__________．

2．方向

始终沿半径的方向指向________．

3．效果

只改变____________，向心力是根据________________命名的．;4．来源

由________或者______________提供，还可以由某个力的分力来提供．;1．决定因素

向心力大小由物体质量、角速度(或线速度)、轨道半径三个因素决定．

2．表达式

(1)Fn＝________，(2)Fn＝__________．;(2023年广州广雅中学期末)小明同学乘坐高铁分别以不同速率v1、v2通过同一水平圆弧形弯道，且v1v2.若小明所需向心力的大小分别为F1、F2，则 ()

A．F1F2 B．F1＝F2

C．F1F2 D．F1、F2的大小关系无法确定

【答案】C;1．变速圆周运动

变速圆周运动所受合外力________向心力，合外力产生两个方面的效果．

(1)合外力F分解成一个与圆周相切的分力Ft，此力产生____________，能描述速度__________的快慢．

(2)合外力F分解成另一个与圆周切线垂直而指向圆心的分力Fn，此分力产生______________，其作用效果就是引起速度___________.;2．一般的曲线运动的处理方法

一般的曲线运动中，可以把一段曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段________，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理．;如图是圆锥摆示意图．思考以下问题(摆球质量为m，摆线长L)：

(1)摆球受几个力的作用？

(2)摆球做匀速圆周运动的向心力是多大？

(3)当摆球的角速度增大时，半径怎样变化？;课堂·重难探究;1．向心力演示器

如图所示，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．小球做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，通过横臂的杠杆使弹簧测力套;2．实验过程

(1)保持ω和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图甲所示)，记录实验数据．

(2)保持m和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图乙所示)，记录实验数据．;3．实??结果

做匀速圆周运动所需向心力的大小，在质量和角速度一定时，与半径成正比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比；在半径和角速度一定时，与质量成正比．即;例1(2023年江门名校月考)用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关．;(1)本实验采用的科学方法是________．

A．控制变量法 B．累积法

C．微元法 D．放大法

(2)在研究向心力大小F与质量m关系时，要保持________相同．

A．ω和r B．ω和m

C．m和r D．m和F

(3)如图所示，两个钢球质量和半径相等，则是在探究向心力F的大小与________的关系．

A．质量m B．半径r

C．角速度ω D．线速度v;【答案】(1)A(2)A(3)C

【解析】(1)在这两个装置中，控制半径、角速度不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故采用的是控制变量法，故选A．

(2)根据F＝mω2r可知在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持ω和r相同，故选A．

(3)两边圆盘是通过皮带连起来的，边缘线速度相等，但是两个轮半径不等，导致两个轮的角速度ω不等，钢球质量m相等，同时两个小球绕轴做圆周运动的半径r是相同的，根据公式F＝mω2r来研究向心力与角速度ω之间的关系，选C．;变式1如图所示为向心力演示器，某同学用该仪器探究向心力大小与哪些因素有关，在某次实验中，使质量不同的铝球A和铁球B做圆周运动的角速度相等、半径相等，则该同学探究的是 ()

A．向心力的大小与质量的关系

B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度大小的关系

D．向心力的大小与半径的关系;1．向心力的作用效果

改变线速度的方向．由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小．

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，但方向时刻沿半径指向圆心．因为方向发生变化，所以向心力是变力．;3．向心力的大小

说明：向心力的大小和方向虽然由匀速圆周运动推导出，但适用于所有圆周运动．

4．向心力的来源

(1)向心力是根据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，