匀速圆周运动向心力和向心加速度(公开课).ppt
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圆周运动及向心力ppt课件
6．v、ω、T、f 的关系 T＝1f ，ω＝2Tπ＝2πf，v＝2Tπr＝2πfr＝rω. 说明 T、f、ω 三个量中任意一个确定，其余两个 也就确定了．
三、向心力
1．定义：做匀速圆周运动的物体所受到的合外力，总 是沿半径指向圆心，叫做向心力．
22．．大大小小：：F＝mrω2＝mrv2＝mr4Tπ22＝mr4π2f2＝mvω. 3．方向：总是沿半径指向圆心．
二、描述圆周运动快慢的几个物理量
1．线速度(v)
(1)定义：质点做匀速圆周运动通过的弧长s和所用时 间t的比值，叫线速度．
(2)大小：v＝st，单位是：m/s. (3)线速度方向：线速度是矢量，它的方向时刻在变 化，物体在某一时刻或某一位置的速度方向就是物体运动 到圆周上该点的切线方向．
2．角速度(ω)
22．．大大小小：：a＝rω2＝vr2＝ωv. 3．方向：始终指向圆心．
4．做匀速圆周运动物体的向心加速度大小是不变的， 但方向时刻在变，因此匀速圆周运动是加速度变化的变 加速曲线运动．(非匀速曲线运动)
五、离心现象
1．定义：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消 失或不足以提供向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的 运动，称为离心运动．
1．(单选Ⅰ)下列现象中，与离心运动无关的是( ) A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉被往外甩 B．汽车急刹车时，乘客身体向前倾 C．洗衣机脱水桶旋转，将衣服上的水甩掉 D．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球 解析：汽车急刹车时，乘客由于惯性仍然保持原来 的运动状态，故向前倾，故选B. 答案：B
2．物体做离心运动的条件：合外力突然消失或不足 以提供物体做圆周运动所需的向心力．
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿圆周切 线方向飞出去的倾向．当合外力等于向心力时，物体做匀 速圆周运动；当合外力突变为0时，物体沿切线飞出；当合 外力小于所需的向心力时，物体逐渐远离圆心．
三、向心力
1．定义：做匀速圆周运动的物体所受到的合外力，总 是沿半径指向圆心，叫做向心力．
22．．大大小小：：F＝mrω2＝mrv2＝mr4Tπ22＝mr4π2f2＝mvω. 3．方向：总是沿半径指向圆心．
二、描述圆周运动快慢的几个物理量
1．线速度(v)
(1)定义：质点做匀速圆周运动通过的弧长s和所用时 间t的比值，叫线速度．
(2)大小：v＝st，单位是：m/s. (3)线速度方向：线速度是矢量，它的方向时刻在变 化，物体在某一时刻或某一位置的速度方向就是物体运动 到圆周上该点的切线方向．
2．角速度(ω)
22．．大大小小：：a＝rω2＝vr2＝ωv. 3．方向：始终指向圆心．
4．做匀速圆周运动物体的向心加速度大小是不变的， 但方向时刻在变，因此匀速圆周运动是加速度变化的变 加速曲线运动．(非匀速曲线运动)
五、离心现象
1．定义：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消 失或不足以提供向心力的情况下，所做的逐渐远离圆心的 运动，称为离心运动．
1．(单选Ⅰ)下列现象中，与离心运动无关的是( ) A．汽车转弯时速度过大，乘客感觉被往外甩 B．汽车急刹车时，乘客身体向前倾 C．洗衣机脱水桶旋转，将衣服上的水甩掉 D．运动员投掷链球时，在高速旋转的时候释放链球 解析：汽车急刹车时，乘客由于惯性仍然保持原来 的运动状态，故向前倾，故选B. 答案：B
2．物体做离心运动的条件：合外力突然消失或不足 以提供物体做圆周运动所需的向心力．
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿圆周切 线方向飞出去的倾向．当合外力等于向心力时，物体做匀 速圆周运动；当合外力突变为0时，物体沿切线飞出；当合 外力小于所需的向心力时，物体逐渐远离圆心．
高中物理 第二章 匀速圆周运动的向心力和课件
答案
(3)在光滑漏斗内壁上，小球做匀速圆周运动(如图丙). 答案 漏斗对小球的支持力和小球所受重力的合力. (4)小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运动时 (如图丁) 答案 向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供.
答案
知识梳理
向心力是根据力的作用效果 命名的，它可以是重力、弹力、摩擦力等
各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力.
等于绳对小球的拉力；乙图中地球受太阳的引力作用；丙图中秋千受重
力和拉力共同作用．三图中合力的方向都沿半径指向圆心且与线速度的
方向垂直，合力的作用效果是改变线速度的方向．
答案
(2) 如图 2 所示，用手拉细绳使小球在光滑水平地面上 做匀速圆周运动，在半径不变的的条件下，减小旋转 的角速度感觉手拉绳的力怎样变化？在角速度不变的 条件下增大旋转半径，手拉绳的力怎样变化？在旋转 半径、角速度相同的情况下，换用不同质量的球，手 拉绳的力有什么不同？ 图2
注意
向心力不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为
向心力，受力分析时不能添加向心力.
答案
即学即用
如图4所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒
一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来提供( B )
A.重力 B.弹力
C.静摩擦力
解析
D.滑动摩擦力
图4 若向心力由静摩擦力提供，则静摩擦力或其分力应指向圆心，这是 不可能的，C错.故选B.
图5
地球和小球的速度方向不断发生变化，所以运动状态发生变化.运
动状态发生变化的原因是因为受到力的作用.
答案
(2)地球和小球的加速度方向变化吗？匀速圆周运动是一种
什么性质的运动呢？ 答案 物体的加速度跟它所受合力方向一致，所以地球和 图5
2020版高中物理教科必修二课件：2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
r
T2
中,向心力大小不变;在非匀速圆周运动中,其大小随速
率v的变化而变化。
2.向心力的作用效果:由于向心力的方向与物体运动方 向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线 速度的方向。
3.向心力的来源:物体做圆周运动时,向心力由物体所 受力中沿半径方向的力提供。可以由一个力充当向心 力;也可以由几个力的合力充当向心力;还可以是某个 力的分力充当向心力。
Q点的向心加速度分别为多大?
【解析】同一轮子上的S和P点角速度相同,即ωS=ωP,
由向心加速度公式a=ω2r,可得 aS ＝ rS ，
a P rP
所以aS=aP·rrSP
=0.12×1
3
m/s2=0.04 m/s2,
又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘各点线速
度大小相等:vP=vQ,
由向心加速度公式 a＝v2 可得 aP ＝rQ ，
提示:(1)手有被绳拉的感觉。 (2)如果松手,球会脱离绳的牵引。 (3)小球在绳的拉力作用下做圆周运动。
【典例示范】 如图,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做
匀速圆周运动,则 ( )
A.A受重力、支持力,两者的合力提供向心力 B.A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力,摩擦力充当 向心力 C.A受重力、支持力、向心力、摩擦力 D.A受重力、支持力、向心力
2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度
一、向心力及其方向
1.定义:做圆周运动的物体,受到的始终指向_圆__心__的合 力。 2.方向:始终指向_圆__心__,总是与运动方向_垂__直__。 3.作用效果:向心力只改变速度_方__向__,不改变速度大小。
4.来源:可能是_弹__力__、重力、摩擦力或是它们的_合__力__。 做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的_合__力__, 做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受到的合 力。
人教版高中物理必修二5.6《向心力》ppt课件1
v2 r
Fn = mω2r
向心力是不是一种新的性质力？即向心力 是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某 种性质来命名的力？
v
Fn
O
v
Fn
Fn
v
向心力来源分析
FN Ff O
mg
Fn ＝Ff
F引 O
F合＝F引 ＝Fn
向心力来源分析
FN mg
O
Fn＝FN+ mg
FT
F合 G
Fn＝F合
1. 向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到 的一个力；受力分析时, 不能多出一个向心力。
① 根据课堂提问抓住老师的思路。老师在讲课过程中往往会提出一些问题，有的要求回答，有的则是自问自答。一般来说，老师在课堂上提出的问 题都是学习中的关键，若能抓住老师提出的问题深入思考，就可以抓住老师的思路。
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
2. 向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速 圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质力的合力）
F合＝Fn
几种常见的匀速圆周运动受力分析
转 FN
盘
F静
mg
F静
滚
O FN
筒
r
mg
几种常见的匀速圆周运动受力分析
O
圆
FT θ
锥
F合 O'
摆
mg
圆
FN
台
r
O
筒
F合
mg
例1. 小球做圆锥摆时，细绳长 L，与竖直方向成 θ 角，
人教版高中物理必修二教学课件-向心加速度(26张)-PPT优秀课件
第5节 向心加速度
一. 物体做匀速圆周运动的条件：
一. 物体做匀速圆周运动的条件：
运动轨迹是圆 物体的速度大小不变方向时刻改变
一. 物体做匀速圆周运动的条件：
运动轨迹是圆 物体的速度大小不变方向时刻改变 注意：只要满足以上两个条件就是匀速圆周运动．
二. 描述匀速圆周运动的物理量
二. 描述匀速圆周运动的物理量
人 教 版 高 中 物理必 修二教 学课件 ：5.5 向 心 加 速度 ( 共 26张 PPT)【 PPT优秀 课件】 -精美 版
学生小实验
步骤一：拉住绳子一端，使小球在桌面上做匀速圆周
运动。
切换至PC2播放“动
观察与思考：
画.PPT”(2)
1 .小球为何做匀速圆周运动？
2 .小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力
的方向有什么特点？这个力起什么作用？
3 .一旦线断或松手，结果如何？
人 教 版 高 中 物理必 修二教 学课件 ：5.5 向 心 加 速度 ( 共 26张 PPT)【 PPT优秀 课件】 -精美 版
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O
O
F
FF
V
V
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小球受力分析： 做匀速圆周运动的物体，合外
力指向圆心，与速度V垂直
V
F
O
O
F
FF
V
V
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一. 物体做匀速圆周运动的条件：
一. 物体做匀速圆周运动的条件：
运动轨迹是圆 物体的速度大小不变方向时刻改变
一. 物体做匀速圆周运动的条件：
运动轨迹是圆 物体的速度大小不变方向时刻改变 注意：只要满足以上两个条件就是匀速圆周运动．
二. 描述匀速圆周运动的物理量
二. 描述匀速圆周运动的物理量
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学生小实验
步骤一：拉住绳子一端，使小球在桌面上做匀速圆周
运动。
切换至PC2播放“动
观察与思考：
画.PPT”(2)
1 .小球为何做匀速圆周运动？
2 .小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力
的方向有什么特点？这个力起什么作用？
3 .一旦线断或松手，结果如何？
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O
O
F
FF
V
V
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小球受力分析： 做匀速圆周运动的物体，合外
力指向圆心，与速度V垂直
V
F
O
O
F
FF
V
V
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向心加速度课件
（1）v1 < V2 （如图甲）
V1
△V
甲
V2
（2）v1 > v2 （如图乙）
乙
V2
V1 △V
2、如果初速度v1和末速度v2不在同一直线 上，如何表示速度的变化量△v?
V1
△V
V2
速度的变化量：
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2 的关系：从同一点作出物体在一段时间的始 末两个速度的矢量v1和v 2，从初速度矢量v1 的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端， 矢量△v就等于速度的变化量。
的是 ( A )
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂 直
B.向心加速度的方向保持不变 C.向心加速度是恒定的 D.向心加速度的大小不断变化
2、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，
下列说法中正确的是 (
B) D
A．它们的方向都沿半径指向地心
B. 它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C. 北京的向心加速度比广州的向心加速度大
生答：由牛顿第二定律知，知道了合外 力就可以推出加速度，那么物体的加速 度也指向圆心
3、“任何物体做匀速圆周运动的加速度 都指向圆心”吗?
分析生活中圆 周运动例子：
下面我们要从加速度的定义a= △ v/△t 进行一般性的讨论
一、速度的变化量
1、如如何果表初示速速度度v的1和变末化速量度△vv2?在△同v一是方矢向量上还，是 标量？
第五章 曲线运动
第五节 向心加速度
提问：什么是匀速圆 匀速圆周运动是
周运动?
变加速曲线运动
“匀速”的含义是什么？
变加速曲线运动
运动状态改变
一定受到外力 一定存在加速度
讨论：那么物体所受的外力沿什么 方向？加速度又怎样呢？
V1
△V
甲
V2
（2）v1 > v2 （如图乙）
乙
V2
V1 △V
2、如果初速度v1和末速度v2不在同一直线 上，如何表示速度的变化量△v?
V1
△V
V2
速度的变化量：
速度的变化量△v与初速度v1和末速度v2 的关系：从同一点作出物体在一段时间的始 末两个速度的矢量v1和v 2，从初速度矢量v1 的末端作一个矢量△v至末速度矢量v2的末端， 矢量△v就等于速度的变化量。
的是 ( A )
A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂 直
B.向心加速度的方向保持不变 C.向心加速度是恒定的 D.向心加速度的大小不断变化
2、关于北京和广州随地球自转的向心加速度，
下列说法中正确的是 (
B) D
A．它们的方向都沿半径指向地心
B. 它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C. 北京的向心加速度比广州的向心加速度大
生答：由牛顿第二定律知，知道了合外 力就可以推出加速度，那么物体的加速 度也指向圆心
3、“任何物体做匀速圆周运动的加速度 都指向圆心”吗?
分析生活中圆 周运动例子：
下面我们要从加速度的定义a= △ v/△t 进行一般性的讨论
一、速度的变化量
1、如如何果表初示速速度度v的1和变末化速量度△vv2?在△同v一是方矢向量上还，是 标量？
第五章 曲线运动
第五节 向心加速度
提问：什么是匀速圆 匀速圆周运动是
周运动?
变加速曲线运动
“匀速”的含义是什么？
变加速曲线运动
运动状态改变
一定受到外力 一定存在加速度
讨论：那么物体所受的外力沿什么 方向？加速度又怎样呢？
高中物理人教版《圆周运动》PPT精讲课件
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4．如图 6 所示是某品牌手动榨汁机，榨汁时手柄 A 绕 O 点旋转时，手柄 上 B、C 两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是( )
A．TB＝TC，vB>vC B．TB＝TC，vB<vC C．ωB>ωC，vB＝vC D．ωB<ωC，vB<vC 【答案】 B
第四章 曲线运动
第三节 匀速圆周运动
知识梳理
1．如果物体沿圆周运动，并且线速度的大小处处相等，这种运动叫匀速圆 周运动。
2．做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力叫做向心力，其方向与线 速度方向垂直。向心力可以是某一个力或某个力的分力或某几个力的合力来提 供。
3．匀速圆周运动中的物体，加速度始终指向圆心，这个加速度称为向心加 速度。向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢。
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典例精析
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例 如图所示，MN 为水平放置的光滑圆盘，半径为 1.0 m，其中心 O 处有 一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球 A 和 B，A、B 两球的质量相等。圆 盘上的小球 A 做匀速圆周运动。问：
【解析】 (1)A、B 两点靠传送带传动，线速度大小相等，A、C 共轴转动， 角速度相等，根据 v＝rω，则 vA∶vC＝r1∶r3＝2∶1，所以 A、B、C 三点的线 速度大小之比 vA∶vB∶vC＝2∶2∶1。
教科版高一物理必修二课件：第二章匀速圆周运动2.2
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Z S 重点难点
随堂练习
HONGDIAN NANDIAN UITANG LIANXI
123456
6 在电视上有一个“勇往直前”的节目,参加者要连续成功过几道障碍,先到 达终点者获胜.其中有一种旋转障碍,要求参加者站在旋转的圆盘上,把球投 入箱子里,假设参加者与圆盘间的动摩擦因数为 0.6,圆盘以 0.3r/s 的转速匀 速转动,则参加者站在离圆盘的圆心多远的地方才能随圆盘一起转动?(设 最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取 10m/s2,π2 取 10) 解析:设参加者到圆心的最大距离为 r 时,恰好随圆盘一起匀速转动,此时,向 心力恰好等于最大静摩擦力.
A.100m B.111m C.125m D.250m 解析:俯冲至最低点时,对飞行员有 N-mg=m������������2,代入数据求得 r=125m. 答案:C
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123456
1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.能通过实验,探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系. 3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.
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向心力
向心加速度
定 义
做圆周运动的物体需要受到方 向始终指向圆心的合力
随堂练习
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第二节 匀速圆周运动的向心力 和向心加速度
短 道 速 滑 运 动 员 过 弯
链球比赛
学生活动 感受向心力
用一根结实的细线，一端 栓一个小物体，如橡皮。 在桌面抡动细线，使小物 体做圆周运动，体验手对 做圆周运动物体的拉力。
世界上最高的旋转秋千
月球围绕地球运动
讨论交流
请同学们讨论:
1、会不会受到切线方向的力的作用？
2、合力是否改变速度的大小？
3、合力方向与线速度方向的关系？
1、向心力
定义：物体做匀速圆周运动时，所受合 力方向始终指向圆心，这个力就叫向心 力。 说明：向心力是效果力，只能由其他力 或者合力提供
向心力的方向：
V F V F
O O F
始终指向圆心， 与线速度方向垂直
向心力的作用：
V
只改变线速度的方向而不改变其大小 2、匀速圆周运动的条件： 合外力提供向心力
向心力的比值为4:1，因此F与角速度的平方成正比.
结论：
向心力的大小与物体的质量m、圆周半径R、
转动角速度ω的平方成正比．
即： F m2 R
v 相关推论： F m R
2
推导: 向心加速度的大小与方向
2
v 由向心力公式：F向 F合 m r m r 根据牛顿第二定律: F合= m a
保持r与m不变，探究F与ω 的关系
1．用质量比为2:1的钢球和铝球，运动半径r和角速度ω 均相
同， 观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力
的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正比．
2．当m、ω 相同时，半径比为2:1，
向心力的比值也为2:1，因此F与半径r成正比．
3．当m、r相同时，角速度比值为2:1，
实验探究
猜想：向心力的大小跟那些因素有关？
继续前面抡细线旋转小球的活动 通过改变物体做圆周运动的半径r、角速度ω 以及质量m，比较向心力F大小的变化？在此 基础上提出向心力和那些因素有关？
向心力可能与物体质量、半径、角速度有关
3、探究向心力F与质量m、半径r、角速度ω 设计思路：控制变量 保持r与ω 不变，探究F与m的关系 保持m与ω 不变，探究F与r的关系
2
a r
2
想一想
a与r究竟是成
或
v a r
Байду номын сангаас
2
正比呢，还是 成反比？
若ω一定 , 就成正比 ; 若v一定 , 就成反比
一、 向心力： 课 堂 小 结 2 v 2 ⑴ 大小： F=mrω 或:F=m r ⑵ 方向： 沿半径指向圆心,是变力 ⑶ 特点： F ⊥v , 方向不断变化 ⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力沿半径方 向 的合力 二、 向心加速度: 2 v ⑴ 大小: a = rω2 或 a= r ⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。
短 道 速 滑 运 动 员 过 弯
链球比赛
学生活动 感受向心力
用一根结实的细线，一端 栓一个小物体，如橡皮。 在桌面抡动细线，使小物 体做圆周运动，体验手对 做圆周运动物体的拉力。
世界上最高的旋转秋千
月球围绕地球运动
讨论交流
请同学们讨论:
1、会不会受到切线方向的力的作用？
2、合力是否改变速度的大小？
3、合力方向与线速度方向的关系？
1、向心力
定义：物体做匀速圆周运动时，所受合 力方向始终指向圆心，这个力就叫向心 力。 说明：向心力是效果力，只能由其他力 或者合力提供
向心力的方向：
V F V F
O O F
始终指向圆心， 与线速度方向垂直
向心力的作用：
V
只改变线速度的方向而不改变其大小 2、匀速圆周运动的条件： 合外力提供向心力
向心力的比值为4:1，因此F与角速度的平方成正比.
结论：
向心力的大小与物体的质量m、圆周半径R、
转动角速度ω的平方成正比．
即： F m2 R
v 相关推论： F m R
2
推导: 向心加速度的大小与方向
2
v 由向心力公式：F向 F合 m r m r 根据牛顿第二定律: F合= m a
保持r与m不变，探究F与ω 的关系
1．用质量比为2:1的钢球和铝球，运动半径r和角速度ω 均相
同， 观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力
的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正比．
2．当m、ω 相同时，半径比为2:1，
向心力的比值也为2:1，因此F与半径r成正比．
3．当m、r相同时，角速度比值为2:1，
实验探究
猜想：向心力的大小跟那些因素有关？
继续前面抡细线旋转小球的活动 通过改变物体做圆周运动的半径r、角速度ω 以及质量m，比较向心力F大小的变化？在此 基础上提出向心力和那些因素有关？
向心力可能与物体质量、半径、角速度有关
3、探究向心力F与质量m、半径r、角速度ω 设计思路：控制变量 保持r与ω 不变，探究F与m的关系 保持m与ω 不变，探究F与r的关系
2
a r
2
想一想
a与r究竟是成
或
v a r
Байду номын сангаас
2
正比呢，还是 成反比？
若ω一定 , 就成正比 ; 若v一定 , 就成反比
一、 向心力： 课 堂 小 结 2 v 2 ⑴ 大小： F=mrω 或:F=m r ⑵ 方向： 沿半径指向圆心,是变力 ⑶ 特点： F ⊥v , 方向不断变化 ⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力沿半径方 向 的合力 二、 向心加速度: 2 v ⑴ 大小: a = rω2 或 a= r ⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。