高中物理新课标人教版教学课件：第5章7 向心力

高中物理新课标人教版教学课件：第5章7 向心力

7向心力 1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算。3.结合向心力,理解向心加速度。4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。 所受合外力____________零什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？匀速圆周运动是___速曲线运动变运动状态改变一定不等于一定具有________加速度◇那么物体所受的合外力有何特点？◇加速度又怎样呢？ 通过以上两个实例回忆：匀速圆周运动的加速度有什么特点？大小：方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加速度。 问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？根据牛顿第二定律有：大小：方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受的合外力称作向心力。 地球围绕太阳转 体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗？①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动，试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力的特点。地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该吸引力指向地球做匀速圆周运动的圆心即日心。 ②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心。NGF ③使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？物体受重力、支持力、静摩擦力。合外力为静摩擦力，方向指向圆心。NGf 如图，取一条细绳，一端系一个小球，另一端用手挥动细绳，使小球做匀速圆周运动，小球受到几个力的作用？可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？为什么？不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用。因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力所提供。所以小球只受两个力：重力和绳的拉力。mgT 向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样是按性质来命名的？如果是，那么它的施力物体是什么？如果不是，那么它是按什么来命名的？二.向心力的性质:向心力是效果力，不是按性质命名的新的类型的力。它不是指物体又受到一个力的作用，而是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力来提供或充当的。 圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球，细线上端固定，设法使小球在水平面上做圆周运动。重力、绳子的拉力。向心力为这两个力的合力，指向圆心。FG例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供的？ 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1.实验器材有哪些？2.简述实验原理（怎样达到验证的目的）3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪些数据）？4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？ m(kg)d1(m)d2(m)d=d1-d2(m)T(s)r(m)Fn=4mπ2r/T2F合=mgtanθ注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离，d指悬挂点到球心的距离。 三.向心力的大小:向心力F与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系：F＝mrω2根据推导出向心力的另一表达式： 对力与运动的理解①力与速度同一直线时，力只改变速度大小，不改变速度方向。②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度大小。③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则力既改变速度大小，同时也改变速度方向。 例2.A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球质量的3倍，A球在半径为25cm的圆周上运动，B球在半径为16cm的圆周上运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受向心力与B球所受向心力之比。解：答：3:4。 变速圆周运动FOFnFt改变速度的大小改变速度的方向因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生的加速度叫做切向加速度。 1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（　　　）A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B．物体所受的合外力提供向心力C．向心力是一个恒力D．向心力的大小一直在变化B 2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（）A．跟其角速度的平方成正比B.跟其线速度的平方成正比C．跟其运动的半径成反比D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比ABCD 3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动，下列说法中正确的是（　）A．向圆心运动B．背离圆心沿半径向外运动C．沿切线方向匀速运动D．做半径逐渐变大的曲线运动C 4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（）A．一定指向圆心B．一定不指向圆心C．只有在最高点和最低点时指向圆心D．不能确定是否指向圆心A 5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（）A．6.0N的拉力B．6.0N的压力C．24N的拉力D．24N的压力BA 6.设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地球中心到太阳中心的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。答案：2.99×104m/s21.79×1029N 2.方法总结学会分析向心力的来源。学会利用向心力公式解决圆周运动问题。一般曲线运动的研究方法。1.知识总结向心力:方向,大小,效果,来源。