人教版（2003）高中物理必修二第五章曲线运动——向心力课件

,§5.6向心力,知识点回顾1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？2、向心加速度表达式是什么？其物理意义是什么？速度方向时刻发生改变物理意义：描述速度方向变化快慢的物理量,,实例物体做圆周运动一定受到力的作用,vFvFvF人造卫星绕地球运行,向心力及其特点定义：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方向始终指向圆心且与速度方向垂直（时刻发生变化）②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小③向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。受力分析时,不能多出一个向心力。,向心力的大小与哪些物理量有关呢？思考猜测：与质量、速度和半径有关,向心力的大小,向心力演示仪,两球V与r相同，m1=2m2rrvv,ω2ω2vvrr两球m与r相同，v2=2v1,ω2r2ωrvv两球m与v相同，r1=2r2,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rθO,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rO'OθlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=mrv2rm？r？v？θ？m、r、转n圈数所用时间t、l,O小球受力分析：轻绳拴一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？OGFNF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FfωOGFNFf小球向心力的来源?匀速圆周运动实例分析——向心力的来源,GFfFNω讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？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,,θO'ORωθωθmmOrmgFNF合mgFNF合＝mgtanθ=F向F合=mgtanθ竖直方向：F1=FNcosθ=mg水平方向：F2=FNsinθ=mω2Rsinθ沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球F1F2=mω2rθ,匀速圆周运动问题解题的一般步骤：1.明确研究对象，确定圆心及半径；2.对物体进行受力分析；3.进行力的合成或分解，求合力；4.利用向心力公式列方程，求解。,变速圆周运动和一般曲线运动,F⑴变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？⑵怎么分析研究一般的曲线运动？思考,F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：变速圆周运动同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动，匀速圆周运动切向加速度为零。做变速圆周运动的物体所受的力F加速变速圆周运动FnF,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。r1r2处理一般曲线运动的方法：AB,1.匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力，合力方向始终指向圆心，且只改变速度方向，不改变速度大小。2.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。所以向心力是按作用效果命名的，并不是新生性质的力。小结：,1、关于向心力说法中正确的是（）A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B、向心力不改变速度的大小；C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B练习A层,2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（）A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16C练习A层,3、如图，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oa=ab，已知a、b两球质量相等．当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时,试求：（1）两球的向心力之比；（2）两绳的拉力比。由题可知,两球质量和角速度相同，且ra:rb=1:2对a球受力分析，有Fa=Ta-Tb对b球受力分析，有Fb=Tb结合（1）问，得Ta:Tb=3:2TaTbTb根据公式Fn=mω2r，得两球向心力之比为Fa：Fb=1:2练习B层,4、如右图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量相等的小球A和B，在各自不同的水平布做匀速圆周运动，以下说法正确的是（　　）A.对桶壁的压力D.运动周期C.加速度B.线速度BAB练习C层