《高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第六節(jié) 向心力課件 新人教版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第六節(jié) 向心力課件 新人教版必修2.ppt（37頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第六節(jié) 向心力,第五章 曲線運(yùn)動(dòng),[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.理解向心力是一種效果力，其效果是產(chǎn)生向心加速度，方向總是指向圓心． 2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進(jìn)行計(jì)算． 3.知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力為合力沿半徑方向的分力．,第五章 曲線運(yùn)動(dòng),一、向心力(閱讀教材P23～P24) 1．定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的__________方向的合力叫向心力． 2．方向：始終沿__________指向__________．,指向圓心,半徑,圓心,拓展延伸?———————————(解疑難) 1．向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是它們的合力，還可以是某個(gè)力的分力，受力分析時(shí)不能添加向心力． 2．向心力的作用效果是產(chǎn)生向心加速度，即只改變線速度的方向，不改變線速度的大小． 3．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合外力大小不變，方向始終與線速度方向垂直且指向圓心．,1.(1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是恒力．( ) (2)向心力和重力、彈力一樣，都是根據(jù)性質(zhì)命名的．( ) (3)向心力可以是物體受到的某一個(gè)力，也可以是物體受到的合力．( ),,,√,二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng) (閱讀教材P24～P25) 1．變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有________加速度和_________加速度的圓周運(yùn)動(dòng)． 2．一般的曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法 一般的曲線運(yùn)動(dòng)，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段可看做一小段______．研究質(zhì)點(diǎn)在每一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用__________的分析方法進(jìn)行處理．,向心,切向,圓弧,圓周運(yùn)動(dòng),拓展延伸?———————————(解疑難) 變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力分析 做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力并不指向圓心．這一力F可以分解為互相垂直的兩個(gè)力：跟圓周相切的分力Ft和指向圓心方向的分力Fn. 物體做加速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),合力方向與速度方向夾角小于90,如圖甲所示，其中Ft使v增大，F(xiàn)n使v改變方向． 同理，F(xiàn)與v夾角大于90時(shí)，F(xiàn)t使v減小，F(xiàn)n改變v的方向,如圖乙所示．,,,√,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力由物體所受力中沿半徑方向的力提供．幾種常見的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例如下：,向心力來源的分析,不需分解,FN＝mg Ff＝mω2r,Fcos θ＝mg Fsin θ＝mω2lsin θ,FNcos θ＝mg FNsin θ＝mω2r,F升cos θ＝mg F升sin θ＝mω2r,FN＝Mg FT＝mg＝Mω2r,———————(自選例題，啟迪思維) 1.(2015撫順高一檢測)如圖，小物體m與圓盤保持相對(duì)靜止，隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則物體的受力情況是( ) A．受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用 B．摩擦力的方向始終指向圓心O C．重力和支持力是一對(duì)平衡力 D．摩擦力是使物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力 [思路點(diǎn)撥](1)向心力是效果力，受力分析時(shí)不考慮向心力． (2)向心力的方向始終指向圓心．,BCD,[解析] 物體隨水平圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力G和圓盤對(duì)它的支持力FN，是一對(duì)平衡力，不能提供向心力，因此充當(dāng)向心力的只能是圓盤對(duì)物體的靜摩擦力，方向指向圓 心，故B、C、D正確．A選項(xiàng)中多加了一個(gè)向心力，應(yīng)明確這里的向心力就是靜摩擦力，故A錯(cuò)誤．,2. (2015安慶高一檢測)在水平面上，小猴拉著小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為圓心，能正確地表示小滑塊受到的牽引力及摩擦力Ff的圖是( ) [解析] 滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，故滑動(dòng)摩擦力的方向沿圓周的切線方向，B、D錯(cuò)誤；小滑塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其合外力提供向心力，故A正確，C錯(cuò)誤．,A,3.如圖所示，一小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是( ) A．繩的拉力 B．重力和繩拉力的合力 C．重力和繩拉力的合力沿繩方向的分力 D．繩的拉力和重力沿繩方向分力的合力,CD,[解析] 如圖所示，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，它受重力和繩子拉力的作用，向心力是指向圓心方向的合力．因此，可以說是小球所受合力沿繩方向的分力，也可以說是各力沿繩方向的分力的合力，選項(xiàng)C、D正確． [借題發(fā)揮] 小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)，繩的拉力與重力的合力不是向心力(在最低點(diǎn)除外)．,1．分析思路 凡是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定需要向心力，而物體所受外力的合力充當(dāng)向心力，這是處理該類問題的理論基礎(chǔ)．,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的處理方法,———————(自選例題，啟迪思維) 1. (2015濰坊高一檢測)如圖所示的圓錐擺中，擺球A、B在同一水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于A、B球的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況，下列說法中正確的是( ) A．?dāng)[球A受重力、拉力和向心力的作用 B．?dāng)[球A受重力和拉力的作用 C．?dāng)[球A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等 D．?dāng)[球A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期不相等,BC,2.如圖所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求： (1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊靜止在筒壁A點(diǎn)受到的摩擦力和支持力的大??； (2)當(dāng)物塊在A點(diǎn)隨筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其受到的摩擦力為0時(shí)，筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．,[答案] 見解析,3.長為L的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于O點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺)，擺線L與豎直方向的夾角為α，求： (1)細(xì)線的拉力F； (2)小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大?。?(3)小球運(yùn)動(dòng)的角速度及周期． [思路探究] (1)小球在豎直方向上處于________狀態(tài)． (2)小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為________． (3)小球受到_______力和_______力，向心力由_________來提供．,[名師點(diǎn)評(píng)] 圓錐擺模型問題特點(diǎn)： (1)物體只受重力和彈力兩個(gè)力作用． (2)物體在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)． (3)在豎直方向上重力與彈力的豎直分力相等． (4)在水平方向上彈力的水平分力提供向心力．,1．變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度和向心力的大小和方向都變化．,變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的求解,1.如圖所示，一質(zhì)量為m的木塊從光滑的半球形的碗邊開始下滑，在木塊下滑過程中( ) A．它的加速度方向指向球心 B．它所受合力就是向心力 C．它所受向心力不斷增大 D．它對(duì)碗的壓力不斷減小,———————(自選例題，啟迪思維),C,2.一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替．如圖所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè) 的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下,這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑ρ叫做A點(diǎn)的曲率半徑．現(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，如圖所示．則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是( ),C,規(guī)范答題——水平圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題 [范例] (11分)如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M＝0.6 kg的物體，靜止在水平面上．另一端通過光滑小孔O吊著質(zhì)量m＝0.3 kg的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2 m，已知M和水平面的最大靜摩擦力為2 N．現(xiàn)使此平面繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)．問角速度ω在什么范圍內(nèi)m處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10 m/s2),[思路點(diǎn)撥] (1)M恰好不向圓心滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力的方向背離圓心，此時(shí)角速度最?。?(2)M恰好不向外滑動(dòng)時(shí)，所受摩擦力的方向指向圓心，此時(shí)角速度最大．,[答案] 2.9 rad/s≤ω≤6.5 rad/s [名師點(diǎn)評(píng)] 關(guān)于水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題，要特別注意分析物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來源，考慮達(dá)到臨界條件時(shí)物體所處的狀態(tài)，即臨界速度、臨界角速度，然后分析該狀態(tài)下物體的受力特點(diǎn)，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，列方程求解．通常碰到較多的是涉及如下三種力的作用： (1)與繩的彈力有關(guān)的臨界條件：繩彈力恰好為0. (2)與支持面彈力有關(guān)的臨界條件：支持力恰好為0. (3)因靜摩擦力而產(chǎn)生的臨界問題：靜摩擦力達(dá)到最大值．,C,