第七节 向心力PPT课件
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向心力精品课件
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.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.注意到这点区别之 后，在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进行处理了.
r2 r1
小 结
1、向心力的方向：指向圆心
第七节： 向心力
小球受力分析：
N
V F
O O
O O
F
F G
F
V
V
N与G相平衡，所 以合力为F
结论：物体做匀速圆
周运动，合外力指向圆 心，且与______ 速度V 垂直
1、向心力定义： 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆 心的合外力。 2、特点：
①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向 垂直） 只改变线速度的方向（或产生向 ②向心力的作用： 心加速度） ③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具 有确定性质的某种力。 向心力通常由重力、弹力、摩擦力 中的某一个力，或几个力的合力所 提供。
F合＝mg tanθ
注 意 事 项
1、h 并不等于纸面距 悬点的高度 l 2、小球与纸面不能接 触
O θ
h
r
O'
3、测 t 时不能太久
4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动
实 验 数 据 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 录
运动角度求向心力Fn 受力角度求合力F合 实 验 半径 转__圈 线速度 向心力 高度 正切值 合力 次 r/m 时间t/s v/m· s-1 Fn/N h/m tanθ F合/ N 数 1 2
ω
FN
Ff
G 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。
向心力课件
用细线拴住小球 在光滑水平面内 做匀速圆周运动
线的拉力提供 向心力，F＝T
示意图
物体随转盘 转盘对物体 做匀速圆周 的静摩擦力 运动，且相 提供向心 对转盘静止 力，F＝f 小球在细线 重力和细线 作用下，在 的拉力的合 水平面内做 力提供向心
圆周运动 力，F＝F合
特别提醒 (1)向心力不是具有特定性质的某种力，任何
ω＝vr＝ gLLtasinnααsinα＝ Lcgosα，
小球运动的周期T＝2ωπ＝2π 答案 (1)mg/cosα
Lcosα g.
(2) gLtanαsinα
g
Lcosα
(3) Lcosα 2π
g
二、变速圆周运动和一般的曲线运动 典例2 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行 驶，速度逐渐增加，下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F 的四种方向，下列选项中正确的是( )
(2)当B对地面恰好无压力时，则有FT′＝Mg，拉力FT′
提供A做圆周运动所需的向心力
FT′＝mω12R，
ω1＝
FmT′R ＝
mMRg＝20 rad/s.
即当B对地面恰好无压力时，A的角速度应为20 rad/s.
答案 (1)30 N (2)20 rad/s
性质的力都可以作为向心力，受力分析时不分析向心力．
(2)公式F＝mω2r＝m
v2 r
既适用于匀速圆周运动，也适用于
变速圆周运动．
(3)匀速圆周运动中，合力提供向心力；非匀速圆周运动
中，合力不一定指向圆心，合力沿半径的分力充当向心力．
二、变速圆周运动和一般的曲线运动 1．变速圆周运动：物体做圆周运动，它的线速度大小不 断改变，这种圆周运动称为变速圆周运动． 做变速圆周运动的物体所受合力并不指向圆心，这个力F 可以分解成互相垂直的两个分力，跟圆周相切的分力Ft和指向 圆心的分力Fn.
向心力-PPT
向心力
向心力 Centripetal Force
高中物理必修2
向 心 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受 力 到的指向圆心的合力，即产生向心加速
度的力叫向心力。
2、符号：Fn
3、方向：始终指向圆心(与v 垂直或与半
径方向相同);是变力
3
向
心
力 F合＝Fn
的 F合＝man
大 小
an
=
v2 r
Fn=mvΒιβλιοθήκη rFn=mω2r4
向
心
力
来
F引
源
O
的
分
析
F合＝F引 ＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
5
源 的 分 析
受力分析
FN Ff
mg
FN mg
O
提供向心力
Ff
O
FN+mg
向
心
力
来
源
的
分
T
析
F合
G
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
说 明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额
思变 考速
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动。
圆
周
Ft
运v 动
v
F合
Ft
Fn O速度增大的
圆周运动
Fn
F合
速O 度减小的 圆周运动
产生切向加速度，改变速度的大小 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生向心加速度，改变速度的方向
小
周
运
动
受
力
图
F静
向心力 Centripetal Force
高中物理必修2
向 心 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受 力 到的指向圆心的合力，即产生向心加速
度的力叫向心力。
2、符号：Fn
3、方向：始终指向圆心(与v 垂直或与半
径方向相同);是变力
3
向
心
力 F合＝Fn
的 F合＝man
大 小
an
=
v2 r
Fn=mvΒιβλιοθήκη rFn=mω2r4
向
心
力
来
F引
源
O
的
分
析
F合＝F引 ＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
5
源 的 分 析
受力分析
FN Ff
mg
FN mg
O
提供向心力
Ff
O
FN+mg
向
心
力
来
源
的
分
T
析
F合
G
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
说 明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额
思变 考速
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动。
圆
周
Ft
运v 动
v
F合
Ft
Fn O速度增大的
圆周运动
Fn
F合
速O 度减小的 圆周运动
产生切向加速度，改变速度的大小 切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力
产生向心加速度，改变速度的方向
小
周
运
动
受
力
图
F静
向心力课件ppt
自行车轮的向心力分析
总结词
稳定与控制
详细描述
自行车轮高速旋转时，车轮外侧的点具有较 大的速度，因此受到较大的向心力。而车轮 内侧的点速度较小，受到的向心力也较小。 这使得车轮在旋转过程中趋于稳定，不会被 离心力所破坏。同时，通过控制车轮的旋转 速度和半径，可以控制自行车行驶的稳定性 和平衡性。
汽车过弯的向心力考虑
03
天体运动的向心力分析
总结词
天体运动受到向心力的影响，使它们沿着圆形或椭圆形的轨 道运动。
详细描述
天体运动受到的向心力是万有引力与速度平方的乘积，这个 力将天体束缚在圆形或椭圆形的轨道上。通过分析天体运动 的向心力，我们可以了解天体运动的规律和特点。
地球的向心力分析
总结词
地球上不同位置的物体受到的向心力大 小不同，导致地球上物体的重量和重力 加速度也不同。
太空旅游
向心力的研究也为太空旅游提供了可能性，未来人们可能会利用向心力 在太空中进行更远距离的旅行。
向心力与未来娱乐
虚拟现实游戏
向心力可以用于开发更逼真的虚 拟现实游戏，让玩家感受到真实 的失重或超重体验，增强游戏的
娱乐性和吸引力。
主题公园体验
向心力原理也可以被用于设计更 刺激的主题公园项目，例如旋转 式过山车或者模拟飞行体验，让 游客体验到前所未有的刺激感。
单位与量纲
• 向心力的单位是牛顿(N)，量纲是力的单位。在计算向心力时，需要使用物体的质量和速度的平方以及半径进行计算。
向心力的产生原因
• 向心力是由于物体在圆周运动中不断改变速度的方向而产生 的。由于速度是矢量量纲，因此物体在圆周运动中不仅有切 向速度，还有法向速度。切向速度使物体的速度大小发生变 化，而法向速度使物体的速度方向发生变化。因此，在圆周 运动中，物体受到一个指向圆心的法向加速度，这个加速度 不断改变物体的速度方向，从而产生了向心力。
高一物理必修二第五章第七节向心力(插入动画、视频)课件
2
辆保持在弯曲轨道上，实现有效转弯。
极坐标系中，物体的运动可以通过向心 力和角速度来描述，更加直观和简洁。
总结和展望
通过本课件的学习，希望大家能够了解向心力的概念、作用和计算方法，并能够在实验和应用中灵活运用。
Байду номын сангаас
向心力与离心力的关系
1
两者的定义和区别
向心力是使物体保持在曲线轨道上的力，而离心力是使物体远离轨道中心的力。
2
作用方向和效果的对比
向心力指向轨道中心，使物体保持轨道运动；离心力指向轨道外侧，使物体离开 轨道。
向心力的计算
1 给定条件下的计算方法
可以使用F = mv²/r公式来计算向心力的大小，其中m为物体质量、v为速度、r为半径。
2 实际案例分析
通过解析具体的实际案例，来演示如何使用向心力公式进行计算。
向心力的实验验证
实验设计
设计一个能够验证向心力的实验，并记录实验过程 和结果。
实验结果及结论
通过实验验证，结果表明物体在圆周运动中确实存 在向心力。
向心力的应用
1
转弯车辆的原理
转弯时，车辆受到向心力的作用，使车
极坐标系中的运动描述
公式解析和推导
向心力的大小可以用公式F = mv²/r来表示，其中F为向心力，m为物体质量，v为速度，r为 半径。
向心力的作用
1 物体运动的特点
当物体受到向心力作用时，它将保持在一个弯曲的轨道上，形成圆周运动。
2 向心力的应用举例
向心力的应用广泛，如行星围绕太阳的运动、人造卫星的轨道、摩托车在转弯时受到的 力。
高一物理必修二第五章第 七节向心力(插入动画、 视频)课件
向心力是指物体在圆周运动中受到的中心指向的力，它的大小与物体的质量 和速度有关。本课件将介绍向心力的概念、作用、计算方法，以及其在实验 和应用中的重要性。
第七节 向心力PPT教学课件
FN
P
O
G
F
解析：小球受两个力作用重力G 和轨道对小球的压力FN， 重力G 使小球加速，压力FN使小球做圆周运动。——小球做 变加速圆周运动。
2020/12/11
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PPT教学课件
谢谢观看
Thank You For Watching
13
达式：
v2 Fm
或
Fm 2r
r
（5）对向心力的认识 ①向心力是从力的效果来命名的，因为它产生指向圆心
的加速度，所以称它为向心力。它可以是某种性质的一个力， 或某个力的分力，还可以是几个不同性质的力沿着半径指向 圆心的合外力。
②向心力为何不把物体拉向圆心—— 做圆周运动的物体，速度方向时刻要改变，为了改变物 体速度的方向 需要一定大小的力，而向心力的大小恰好就 等于所需要的力，因而它没有“余力”把物体拉向圆心。
向心加速度大小 值变化。
an
，v 2随v值变化，向心力Fn＝man随 r
an
这种情况下，向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加
速度，它是实际加速度在指向圆心方向的一个分量。
Ft
at
F
a
Fn O
an
O
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例4．小球沿竖直平面内的光滑圆轨道运动，如图所示。 分析球从上向下通过P点时的运动情况。
第五章 曲线运动
第七节 向心力
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1
一、向心力
1．做曲线运动的物体必定受到作用力 （1）作用力方向与速度方向不在同一条直线上 （2）圆周运动是曲线运动，必定受到与速度方向不在同一 条直线上的作用力
2．匀速圆周运动物体受到的作用力 （1）匀速圆周运动物体受到的作用力 ①猜想：匀速圆周运动物体受到的作用力方向与速度方向的
向心力 课件
[答案] μmg＋vr2
于哪种性质，都是向心力．
二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动 变速圆周运动所受合外力一般不等于 向心力，合外力一般产生两个方面的 效果： (1)合外力 F 跟圆周相切的分力 Ft，此分力产生切向加速度 at，描述 速度大小变化的快慢． (2)合外力 F 指向圆心的分力 Fn，此分力产生向心加速度 an，向心加速度 只改变速度的方向．
向心力
一、向心力 1．定义 做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心 的合 力，这个合力叫做向心力． 2．公式：Fn＝ mv2 和 Fn＝ mω2r .
r
3．方向 向心力的方向始终指向圆心 ，由于方向 时刻改变，所以向心力是变力． 4．效果力 向心力是根据力的 作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属
如图 5-6-3 所示，圆盘上叠放着两个物块 A 和 B，当圆盘和物块 绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则( )
A．物块 A 不受摩擦力作用 B．物块 B 受 5 个力作用 C．当转速增大时，A 受摩擦力增大，B 受摩
擦力减小 D．A 对 B 的摩擦力方向沿半的大小；
图 5-6-5
(2)转盘角速度的大小．
思路点拨：①质点在水平面内做匀速圆周运动，在竖直方向上合力为零． ②质点到竖直轴 OO′间的距离为小球圆周运动的半径．
[解析] (1)如图所示，对人和座椅进行受力分析，图中 F 为绳子的拉力， 在竖直方向：Fcos 37°－mg＝0
2．一般曲线运动的处理方法 一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小 段 圆弧．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径 ．这样，质点沿一般曲 线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理．
于哪种性质，都是向心力．
二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动 变速圆周运动所受合外力一般不等于 向心力，合外力一般产生两个方面的 效果： (1)合外力 F 跟圆周相切的分力 Ft，此分力产生切向加速度 at，描述 速度大小变化的快慢． (2)合外力 F 指向圆心的分力 Fn，此分力产生向心加速度 an，向心加速度 只改变速度的方向．
向心力
一、向心力 1．定义 做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心 的合 力，这个合力叫做向心力． 2．公式：Fn＝ mv2 和 Fn＝ mω2r .
r
3．方向 向心力的方向始终指向圆心 ，由于方向 时刻改变，所以向心力是变力． 4．效果力 向心力是根据力的 作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属
如图 5-6-3 所示，圆盘上叠放着两个物块 A 和 B，当圆盘和物块 绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，则( )
A．物块 A 不受摩擦力作用 B．物块 B 受 5 个力作用 C．当转速增大时，A 受摩擦力增大，B 受摩
擦力减小 D．A 对 B 的摩擦力方向沿半的大小；
图 5-6-5
(2)转盘角速度的大小．
思路点拨：①质点在水平面内做匀速圆周运动，在竖直方向上合力为零． ②质点到竖直轴 OO′间的距离为小球圆周运动的半径．
[解析] (1)如图所示，对人和座椅进行受力分析，图中 F 为绳子的拉力， 在竖直方向：Fcos 37°－mg＝0
2．一般曲线运动的处理方法 一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小 段 圆弧．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径 ．这样，质点沿一般曲 线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理．
向心力课件ppt
向心力与半径的关系
总结词
向心力与半径成反比
详细描述
公式F=m*v^2/r中的r代表半径，当 半径增大时，向心力会减小，因此， 向心力与半径成反比关系。
THANKS
感谢观看
向心力的公式
总结词
向心力的公式是 F = mω²r 或 F = mv²/r，其中 m 是物体的质量，ω 是角速度，v 是线速度，r 是半径。
详细描述
向心力的公式有多种表达形式。其中一种是 F = mω²r，其中 m 是物体的质量，ω 是角速度，r 是半径。 这个公式适用于匀速圆周运动的情况。另一种是 F = mv²/r，其中 m 是物体的质量，v 是线速度，r 是半 径。这个公式适用于变速圆周运动的情况。
详细描述
在天体运动中，天体之间的引力充当向心力，使天体能够沿椭圆轨道运动。地球与月球、太阳之间的引力关系是 相互的，地球对月球的引力提供月球绕地球运动的向心力，同时地球也受到太阳的引力作用。
卫星轨道的稳定性
总结词
分析卫星轨道稳定性的原因，讨论卫星 轨道变化对卫星运行的影响。
VS
详细描述
卫星轨道的稳定性取决于多种因素，包括 地球引力、太阳辐射压和其他天体引力的 影响。地球引力是维持卫星轨道稳定的主 要因素，而太阳辐射压和其他天体的引力 可能导致轨道变化。卫星轨道的变化可能 导致卫星运行不稳定，甚至坠毁。
向心力课件
目录
• 向心力简介 • 向心力在生活中的应用 • 向心力在科学实验中的应用 • 向心力在物理问题中的应用 • 向心力与其他物理量的关系
01
向心力简介
向心力的定义
总结词
向心力是指物体受到的力，使其沿着圆周或曲线的中心点向 外运动。
详细描述
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v
v
F
a
O
O
（3）非匀速圆周运动： 速度方向和大小均变，因此受到的合外力不指向圆心，它除
了有指向圆心的外力Fn外（不改变物体的线速度大小，只改变
线速度方向），还有沿切线方向的外力Ft （不改变线速度方向，
只改变线速度大小）。所以,合加速度也不指向圆心。物体的
向心加速度大小 值变化。
an
，v 2随v值变化，向心力Fn＝man随 r
（6）实例分析向心力的来源 ①晃动的漏斗内小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀
速运动 ②随圆盘一起做匀速圆周运动的物体
③在水平面内做匀速圆周运动的汽车 A ω
二、验证向心力表达式
1．原理：向心力表达式
v2 F m
或
F m 2r
r
通过测量来验证向心力的表达式，必须从两个角度去测 量：
一是从运动学的角度，测量出物体的质量以及做匀速圆 周运动时的半径、线速度或角速度，求出物体做匀速圆周 运动时所需要的向心力。
mgtan；由r及绳长L，求出tan，可得外力提供的向心力。
（3）从运动学角度和动力学角度求得的值若相同，表达式
即正确。 FT
F
mg
方案二：用圆锥摆验证向心力 的表达式另一种实验方案
方案三：用弹簧秤 和电动小车验证向心 力的表达式
l
Or m
方案四：用弹簧秤 和电动小车验证向心力的表达式
你能说出这些方案验证向心力的表达式的步骤吗？
二是从力的角度测量或计算出物体做匀速圆周运动时外 力提供的向心力。比较这两个力的大小，就可以验证向心 力表达式的正确性了。
2．用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
方案一：用圆锥摆验证向心力的实验装置。
（1）运动学角度：
m：天平；r：纸面上对应的圆半径；ω或v：用停表。
（2）动力学角度：
小钢球在水平面内做匀速圆周运动时受到的合力：F＝
例3．一海尔全自动洗衣机技术参数如下表，试估算脱水桶正 常工作时衣服所具有的向心加速度为多大？是重力加速度的几 倍？
海尔波轮洗衣机主要技术参数
电源：220V50Hz
洗涤功率：330W 脱水功率：280W
尺寸（长×宽×高）mm 500×530×900
脱水方式：离心式
洗涤转速：40转/分 脱水转速：900转/分 内桶（直径×深度）mm
本课件可任意编辑，请在下载后
根据实际需求进行修改。
This courseware can be edited freely, please modify according to the actual needs after downloading.
（4）向心力的大小：——由牛顿第二定律可得向心力的表 达式：
F m v2 或 F m 2r
r
（5）对向心力的认识 ①向心力是从力的效果来命名的，因为它产生指向圆心
的加速度，所以称它为向心力。它可以是某种性质的一个力， 或某个力的分力，还可以是几个不同性质的力沿着半径指向 圆心的合外力。
②向心力为何不把物体拉向圆心—— 做圆周运动的物体，速度方向时刻要改变，为了改变物 体速度的方向 需要一定大小的力，而向心力的大小恰好就 等于所需要的力，因而它没有“余力”把物体拉向圆心。
第五章 曲线运动
第七节 向心力
一、向心力
1．做曲线运动的物体必定受到作用力 （1）作用力方向与速度方向不在同一条直线上 （2）圆周运动是曲线运动，必定受到与速度方向不在同一 条直线上的作用力 2．匀速圆周运动物体受到的作用力 （1）匀速圆周运动物体受到的作用力 ①猜想：匀速圆周运动物体受到的作用力方向与速度方向的 关系 ②理论分析：匀速圆周运动物体受到的作用力方向与速度方 向垂直——指向圆心 （2）向心力：做匀速圆周运动物体受到的指向圆心方向的 合外力——向心力 （3）向心力的作用：由于向心力与速度垂直，所以向心力 只改变速度的方向，不改变速度的大小。
an
这种情况下，向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加
速度，它是实际加速度在指向圆心方向的一个分量。
Ft
at
F
a
Fn O
an
O
例4．小球沿竖直平面内的光滑圆轨道运动，如图所示。 分析球从上向下通过P点时的运动情况。
FN
P
O
G
F
解析：小球受两个力作用重力G 和轨道对小球的压力FN， 重力G 使小球加速，压力FN使小球做圆周运动。——小球做 变加速圆周运动。
出“嫦娥一号”的向心加速度和向心力分别是多大？“嫦娥一 号”做圆周运动的向心力是什么物体提供的？
例2．国际田径比赛使用的是周长为400m的标准跑道，内 道半径39.90m，外道半径46.65m。假设某一运动员的质量为 70kg，在弯道上的速率为10m/s，运动员在最内侧和最外侧 跑道上比赛时向心力相差多大？
400×680
三、变速圆周运动和一般的曲线运动
1．匀速圆周运动和变速圆周运动 （1）圆周运动的分类： 按照速度大小是否变化可分为匀速圆周运动和非匀速圆周
运动两类．
（2）匀速圆周运动： 做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，只是方向改变， 因此受到的合外力总是指向圆心，其大小不变；加速度也总
是指向圆心（加速度与线速度方向垂直），大小不变。
例1．2007年10月24日发射的“嫦娥一号”星体为一个 2.22×m1.72m×2.2m的立方体，两侧各有一个太阳帆板，完 全展开后最大跨度达18.1m，质量2350kg。它将运行在距月球 表面近月点193km，远月点194km的近似圆形轨道上。绕月周 期127分。已知月球平均半径1738km。试根据这些数据，计算