高中物理课件 第六节 向心力(第二课时)

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人教版高中物理必修第二册:向心力【精品课件】

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F1=
4m 2n2r t2
,钢球所受合力的表达式F2=
mg r h
。下面是一次实验得到的数据,代入上式
计算结果F1= 0.101N,F2= 0.098 N,图中细线与竖直方向的夹角θ 比较小,可认为tan
θ=sin θ。(g取9.80 m/s2,π2≈9.86,计算结果保留三位小数)
m/kg
r/m
n/转
Fn=mvr 2 Fn=m ω2r Fn =m4Tπ22r
4、变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
当堂检测
1.如图所示是游乐园转盘游戏,游客坐在匀速转动的水平转盘上,与转盘相对静止,关于他 们的受力情况和运动趋势,下列说法中正确的是( C ) A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态 B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心 D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反
3.[多选]如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有
两个小球A和B紧贴内壁,且A球的质量为B球的2倍,分别在如图所示的水平面内做匀速
圆周运动,则( AB )
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度小于B球的角速度
C.A球运动周期小于B球运动周期
D.A球对筒壁的压力小于B球对筒壁的压力
,由于mA=2mB,则知FA=2FB,根据牛顿第三定律得,小球对
筒壁的压力F′A=2F′B。
4.[多选]如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而
未滑动。当圆筒的角速度增大以后,下列说法正确的是( BC )
A.物体所受弹力增大,摩擦力增大 B.物体所受弹力增大,摩擦力不变 C.物体所受弹力和加速度都增大 D.物体所受弹力增大,摩擦力减小

向心力(第二课时) 水平面内典型圆周运动模型 人教版高中物理必修二

向心力(第二课时) 水平面内典型圆周运动模型  人教版高中物理必修二

由 变a形=2ω:2具r知有ω相A<同ω摆B,高由、a不=同v摆2/r长知和vA摆>v角B。的圆锥摆,如图所示。
由T=2π
h g
知摆高h相同,则TA=TB,ωA=ωB,
由v=ωr知vA>vB,由a=ω2r知aA>aB。
二、水平面内圆周运动模型——圆锥摆
▲典型实例: 圆锥摆 火车转弯 飞机水平转弯
飞车走壁
点评:①临界值是圆周运动中经常考查的一个重点内容,它是物体在做圆周运动 过程中,发生质变的数值或使物体受力情况发生变化的关键数值,今后要注意对 临界值的判断和应用;②当θ很小时,sinθ≈tanθ≈θ。
课后练习:如图所示,物块P置于水平转盘上随转盘一起运动,且与圆盘
相对静止,图中c沿半径指向圆心,a与c垂直,下列说法正确的是( D )
特别提醒:汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车 受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。
铁路转弯处的圆弧半径是300 m,轨距是1.435 m,规定火车通 过这里的速度是72 km/h,内外轨的高度差应该是多大,才能使铁轨不受 轮缘的挤压?保持内外轨的这个高度差,如果车的速度 大于或小于72 km/h,会分别发生什么现象?说明理由。
代入上式得: = ;所以内外轨的高度差为 h= =
m=0.195 m。
L rg
rg 300×9.8
讨论:(1)如果车速v>72 km/h(20 m/s),F将小于需要的向心力,所差的力仍 需由外轨对轮缘的弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外挤压外轨的现象。 (2)如果车速v<72 km/h,F将大于需要的向心力。超出的力则由内轨对内侧车 轮缘的压力来平衡,这样就出现了内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。

高中物理(新人教版)必修第二册:向心力【精品课件】

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2.向心力的特点 (1)向心力方向时刻发生变化(始终指向圆心且与
v
速度方向垂直)。
F OF
F v
(2)向心力的作用:只改变线速度的方向不改变速
度大小。 (3)力是矢量,向心力的方向时刻发生改变,所以
v
向心力是变力。
一、向心力 2.向心力的特点
那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗?
rO ω
(4)向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。 (5)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。
2.如图所示,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
D.滑动摩擦力
3.如图,半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动,小橡皮块紧帖在圆筒内壁上,它 与圆筒的摩擦因数为μ,现要使小橡皮不落下,则圆筒的角速度至少多大?
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1.变速圆周运动的受力特点
F Fn
同时具有向心加速度和切向加速度的 圆周运动就是变速圆周运动 ,匀速 圆周运动切向加速度为零。
当物体做圆周运动的线速度逐渐减小 时,物体所受合力的方向与速度方向 的夹角是大于 90°还是小于 90°呢?
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 2.一般曲线运动的受力特点
向心力
学习目标
1.知道向心力,通过实例认识向心力的作用及向心力的来源 。 2.通过实验,理解向心力的大小与哪些因素有关,能运用向 心力公式进行计算。 3.知道向心加速度及其公式,能用牛顿第二定律分析匀速圆 周运动的向心力和向心加速度。
新课导入

新教材2023年高中物理 第6章第2课时 实验:探究向心力大小的表达式课件 新人教版必修第二册

新教材2023年高中物理 第6章第2课时 实验:探究向心力大小的表达式课件 新人教版必修第二册

思考辨析
1.在实验中,有哪些方法可以判定两个物理量是否成正比? 提示:(1)图像法:观察两个物理量在坐标系中是否成一条过原点的 倾斜的直线。 (2)比值法:两个量的比值是否一定。 2.实验中判断两个物理量的正比关系时,是否需要测出各个物理 量的具体数值? 提示:不需要,只需得到对应量的比值。
四、数据收集与分析 1.列Fn、r数据收集表: 把小球在不同半径时测出的向心力填在表中:
实验序号 r Fn
12345
2.列Fn、m数据收集表: 把使用不同质量的小球测出的向心力填在表中:
实验序号 m Fn
12345
3.列Fn、ω数据收集表: 把小球在不同角速度时测出的向心力填在表中:
实验序号 ω ω2 Fn
12345
4.Fn为纵坐标,r、m和ω2为横坐标,根据数据作出图像,用曲线 拟合测量点,找出规律。
B.将两小球分别放在挡板A与
挡板C进行操作
C.将两小球分别放在挡板B与
挡板C进行操作
D.调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
解析:实验目的是“探究向心力与角速度之间的关系”,用控制变 量法进行探究,在保证小球质量、圆周半径一定(相同)的前提下,探究 小球向心力大小与小球角速度大小之间的关系,题中已经选用的两个小 球质量相同,则再需保证圆周半径相等,就可以开始实验了,故两小球 应分别放在挡板A与挡板C进行操作(半径相等),而两个变速塔轮角速度 相同,只是让皮带连接的两个转盘边缘点的线速度相等,不是这个实验 需要保证的条件,故A、C、D错误,B正确。
探究 二 典题剖析
创新型实验
典题 2 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心 力、轨道半径及线速度关系的实验装置,做匀速圆周运动的圆柱体放置 在水平光滑圆盘上。力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的 线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F 与线速度v的关系:

新人教版高中物理必修二:5.6 向心力 课件(共25张PPT)

新人教版高中物理必修二:5.6 向心力 课件(共25张PPT)

例2.小球做圆锥摆时,细绳长L,与竖直方向成θ角
,求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O′
解析:小球的向心力由FT和G的合力提供
F 向 心 Fm gtan
小球做圆周运动的半径 R L sin
由牛顿第二定律: F ma m 2 R
θL FT
O RF
即:m gtanm 2L sin
mg
g
L cos
做变速圆周运动的物体所受的力
Ft
Ft ——切向分力,它产生切向
F
加速度,改变速度的大小。
Fn
Fn ——向心分力,它产生向心
加速度,改变速度的方向。
结论:同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动 就是变速圆周运动 ,匀速圆周运动切向加速度为零。
处理一般曲线运动的方法 把一般曲线分割为许多极短的小段,每一段都可
以看作一小段圆弧,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。
r2 r1
1.向心力的方向: 指向圆心 2.向心力的作用效果: 改变速度的方向 3.向心力的大小
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
Fn =m 4Tπ22r
4.变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
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( B ) 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
三、向心力的大小:
向心力Fn与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有 关系: Fn=mrω2

向心力【新版】人教版(2019)高中物理必修第二册上课课件

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( 教 学 提 纲 )第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 (201 9)高中 物理必 修第二 册获奖 课件( 免费下 载)
预习自测
『判一判』
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力。 ( )
×
(2)匀速圆周运动的合力就等于向心力。 ( )

(3)所有圆周运动的合力都等于向心力。 ( )
如图所示,细线拴住小球在竖直面内做匀 速圆周运动,当小球经过最低点时, 向心力由细线的拉力和重力的合力提供。
( 教 学 提 纲 )第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 (201 9)高中 物理必 修第二 册获奖 课件( 免费下 载)
向心力来源
实例分析
如图所示,小球在细线作用下,在水平面内做圆锥摆运
( 教 学 提 纲 )第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 (201 9)高中 物理必 修第二 册获奖 课件( 免费下 载)
向心力来源
实例分析
摩擦力提供 向心力
如图所示,物体随转盘做匀速圆周运动,且 物体相对于转盘静止,向心力由转盘对物体 的静摩擦力提供
合力提供 向心力
5.向向心力心来力源来源的实例分析
实例分析
如图所示,用细绳拴住小球在竖直平面内转动,
重力提供
当它经过最高点时,若绳的拉力恰好为零,则
向心力
此时向心力由重力提供
弹力提供 向心力
如图所示,用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆 周运动,向心力由绳子的拉力提供
( 教 学 提 纲 )第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 (201 9)高中 物理必 修第二 册获奖 课件( 免费下 载)

人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)

人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)

7、向心力的大小
根据牛顿第二定律: F ma
n
n
Fn
m v2 r
m 2 r
mvFn
m
4
T
2 2
r
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动,下列说法中正 确的是
A 在线速度一定情况下,线越长越易断
B 在线速度一定情况下,线越短越易断 C 在角速度一定情况下,线越长越易断
D 在角速度一定情况下,线越短越易断
向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知:物体做圆周运动,必然要 受到外力的作用。
那么,是怎样的力使物体做圆周运动呢?
【实验探究】 在下列圆周运动中,感受……
一、向心力
1、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。
2、方向:总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变, 因此向心力是变力。
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时,
ω
Ff
合力提供向心力,即桶对
物块的支持力。
FN G
F向= F合= FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
θ
T
F
图2
G
小球重力和绳拉力的合力提供向心力

析 ④物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动



ω FN



O Ff
F向= F合= Ff
3、作用:只改变速度方向,不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件:物体做圆周运 动,合力大小不变,方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时,向心力分别 由什么力提供?
①人造地球卫星绕地球运动时;

人教版高中物理必修二第五章第六节《向心力》课件(共70张PPT)

人教版高中物理必修二第五章第六节《向心力》课件(共70张PPT)

速转动时,下列说法正确的是 (
)
A.两小球速率必相等 B.两小球角速度必相等 C.两小球加速度必相等 D.两小球到转轴距离与其质量成反比
练 习
在光滑的横杆上穿着两质量不同的两 个小球,小球用细线连接起来,当转台匀
速转动时,下列说法正确的是 ( BD )
A.两小球速率必相等
B.两小球角速度必相等
C.两小球加速度必相等
(C)
A. 1∶4 C. 4∶9
B. 2∶3 D. 9∶16
小 结 1、向心力的方向:指向圆心
2、向心力的作用效果:改变速度的方向 3、向心力的大小
4、向心力的来源
小 结 1、向心力的方向:指向圆心
2、向心力的作用效果:改变速度的方向
3、向心力的大小
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
4、向心力的来源



见 的
r
O

ω






见 的
m
r
O

θω






见 的
m
r
O
圆 周
mgθ ω





FN


m
r
O
圆 周
mgθ ω





FN


m
r F合O
圆 周
mgθ ω





FN

θ

m
r F合O
圆 周
mgθ ω
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二.向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力。
2.方向:总是指向圆心,时刻变化。
3.效果:只改变速度的方向,不改变速度大小
4.来源: 向心力可以是由重力、弹力、摩擦力中的某一个力,
或者是某个力的分力,或几个力的合力所提供。 说明:
1.向心力是根据力的作用效果命名的.
2.向心力只是做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力,
二.向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力。
2.方向:总是指向圆心,时刻变化。
3.效果:只改变速度的方向,不改变速度大小
4.来源: 向心力可以是由重力、弹力、摩擦力中的某一个力, 或者是某个力的分力,或几个力的合力所提供。
说明: 1.向心力是根据力的作用效果命名的. 2.向心力只是做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力, 对物体进行受力分析时,不能说它受到向心力.
2.方向:总是指向圆心,时刻变化。 3.效果:只改变速度的方向,不改变速度大小 4.来源:
结论:
向心力可以是由重力、弹力、摩擦力中的某一个力,或者是
某个力的分力,或几个力的合力所提供。
FN OO F
ω FN OFf
G
ω
Ff
FN G
N
O
ω mg
θ
F
r
O
G
FN
v
f
F
FN
f
v
F
G G
思考上图中汽车在圆弧形路面: 1).最低(高)点时的受力情况 2).说明向心力的来源。
第六节: 向心力
二.向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力。
2.方向:
v
3.效果:
4.来源:
、处理一般曲线运动的方法:
一般曲线分割为许多极短的小段, 每一段都可以看作圆周运动的一部分.
r2 r1
二.向心力:
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力。
对物体进行受力分析时,不能说它受到向心力.
5.大小:F向心=m
v2 r
m2r m( 2 )2 r m(2 f )2 r
T
(2 n)2 r
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
要验证什么?
θ
F
r F合O G
F合 =Fnm=gmtaωn2θr
问题讨论
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω? 3、如何测量半径?
2.测量问题 小球质量—— 天平
实验过程
匀速圆周运动周期—— 秒表
悬挂点到圆心竖直高度 —— 刻度尺 匀速圆周运动半径—— 刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径?
2、如何测出悬点与球心的竖直高度?
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