《人教版(2019)高一物理必修 第二册 :6.2 向心力(共22张PPT)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版(2019)高一物理必修 第二册 :6.2 向心力(共22张PPT)(22页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节: 向心力,(1)做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点?写出向心加速度的公式。,(2)做匀速圆周运动的物体的受力有什么特点?,思考与讨论:,O,小球在光滑水平面上,匀速圆周运动,轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心加速度的产生原因?,O,小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力合力产生向心加速度。 匀速圆周运动的合力指向圆心, 称为向心力。,匀速圆周运动的实例,F合= F向= man,向心加速度的表达式?能写出向心力的公式么?,2、方向:,1、定义:,一、向心力,做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的,这个力叫做向心力。,总指向圆心,与速度垂直,方向不断变化
2、。,二、向心力的大小,作用效果:1、产生向心加速度; 2、方向垂直速度,只改变速度的方向, 不改变速度的大小。,向心力演示,思考:角速度和周期、频率、转速的关系, 向心力公式又可以怎样书写?,练习:甲乙两个物体做匀速圆周运动,以下说法 正确的是: 1、质量相同、线速度相同时,半径大的向心力大 2、质量相同、角速度相同时,半径大的向心力大 3、线速度相同、角速度相同时,质量大的向心力大 4、向心力相同、线速度相同时,半径大的质量小 5、向心力相同、半径相同时,转速大的质量小 6、周期相同、半径相同时,向心力大质量大,练习:质量m=0.2kg的质点,在圆轨道上做 匀速圆周运动,求解下列几种情况下,
3、小球 做圆周运动所需要的向心力:,1、轨道半径50m,线速度20m/s时,需要向心力_,2、轨道半径50m,角速度2rad/s时,需要向心力_,3、轨道半径10m,转速0.5r/s时,需要向心力_,4、轨道半径100m,周期10s时,需要向心力_,1.6N,40N,22N,0.82N,练习、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为 12,转动半径之比为12,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.14 B.23 C.49 D.916,C,物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动,F向= Ff= m2r,由小球受到的三个力的 合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力 Ff 指
4、向圆心,充当向心力,G,FN,Ff,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,思考:圆盘两次都匀速转动,且12, 两次静摩擦力大小有何关系?,向心力是一种新性质的力么?,向心力演示,圆锥摆,G,F,F合,r,小球在水平面内匀速圆周运动, 分析小球的向心力的来源?,O,由小球受到的绳子拉力F和重力G的合力提供, 方向指向圆心,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,=m2r,向心力是一种新性质的力么?,圆周运动分析方法: 1、对象轨迹分析,找到圆心、半径 2、受力分析-沿着半径求合力 建立向心力公式,总结:,向心力的来源:向心力是根据效果命名的力,并不是一种新的性质的力。可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力
5、,也可以是几个力沿着半径方向的合力。,B: 物体做匀速圆周运动时,由所有力的合力提供 向心力, 即合力一定沿着半径指向圆心,大小等于m2R。,A:一般圆周运动中,沿半径方向的分力的合力, 是做圆周运动所需的向心力。,圆周运动的向心力公式的应用,分析方法: 1、对象轨迹分析,找到圆心、半径 2、受力分析-沿着半径求合力 建立向心力公式,做匀速圆周运动的条件:由合力提供向心力。,例题. 小球做圆锥摆时细绳长L,与竖直方向成角,求小球做匀速圆周运动的角速度。,L,小球做圆周运动的半径,由牛顿第二定律:,即:,解析:据几何关系,圆周运动的向心力公式的应用,方法一:几何法,F,L,方法二:正交分解法,圆
6、周运动的向心力公式的应用,竖直:Tcosmg 水平:Tsin=m2l sin,三、变速圆周运动和一般曲线运动,分析现象:用细绳拴住小球, 在竖直面内做圆周运动, 速度大小怎样变化?,做变速圆周运动的物体 加速时,合力与速度夹角_90 减速时,合力与速度夹角_90,大于,小于,v,G,T,1、物体做变速圆周运动的分析:正交分解法,Fn,Ft,Ft 切向分力,它产生切向加速度,改变速度的大小. Fn 法向分力,它产生向心加速度,改变速度的方向.,加速,切线,法线,1)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; 2)采用圆周运动的分析方法分析这些具有不同的 曲率半径圆弧。,2、
7、处理一般曲线运动的方法:极限分割法,规律:合力的沿曲率半径方向(法向)的分力, 提供向心力,切线,法线,匀速圆周运动:,非匀速圆周运动:,F向是F合的指向圆心方向的分力Fn:,做匀速圆周运动的条件:由合力提供向心力。,小结,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。,轨迹是圆的条件:沿半径方向的合力恰提供向心力,例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
8、习,光滑水平面上,用两根长度分别为L1、L2的 轻绳拴住两个质量分别为M1、M2的小球,分别 绕O1、O2做匀速圆周运动,如图。,O1,O2,求:1)以相同角速度转动时,绳上拉力之比F1:F2=_ 长绳和短绳哪个易断? 2)以相同线速度转动时,绳上拉力之比F1:F2=_ 长绳和短绳哪个易断?,3)若1、2球的质量之比1:2,绳长之比2:3, 角速度之比2:7,求拉力之比_ 4)若1、2 球拉力之比1:4,绳长之比2:7, 质量之比2:7,求角速度之比_; 线速度之比_,例 : 光滑水平面上,用轻绳拴住小球做圆周运动。 运动中,在P处钉下细铁钉,当轻绳被铁钉挡住的瞬 间,以下说法正确的是:,A、
9、小球速率突然减小 B、小球角速度突然增大 C、小球向心加速度突然增大 D、摆线上的张力突然增大,o,v,P,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充当向心力。,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,竖直:Ff=G-1) 水平:FN=m2R,分析方法: 1、轨迹、 圆心、半径 2、受力分析,当增加,FN和Ff怎样变化? 减小时,可能出现什么现象? 临界现象是怎样的受力情况?,支持力与重力的合力提供 水平的向心力,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,光滑小球在漏斗(半球形碗)内做水平的圆周运动,分析方法: 1、轨迹、 圆心、半径 2、受力分析,