高中物理向心力精品ppt课件
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人教版高中物理必修第二册：向心力【精品课件】
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
高中物理(新人教版)必修第二册：向心力【精品课件】
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
人教版高中物理必修二5.6 向心力优秀课件
例4：A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均 为μ，A的质量为m，B的质量为2m，A离轴为R/2，B 离轴为R，则当圆台旋转时：（设A、B都没有滑动）
A、B的向心加速度是A的向 心加速度的两倍 B、B的静摩擦力是A的静摩 擦力的两倍 C、当圆台转速增加时，A比B先滑动 D、当圆台转速增加时，B比A先滑动
B、摆球只受重力、拉力的作用
C、摆球做匀速圆周运动的向心力为
D、摆球做匀速圆周运动的周期为
➢ 4、合外力提供向心力
FN
θ
m
r F合O
θω
mg
竖直方向：FN cosθ＝mg
水平方向：F合=mω2 R sinθ
竖直方向：FN cosθ＝mg
水平方向：F合=mω2r
FN Rθ
O
m
F合 O'
mg
ω
变速圆周运动和一般的曲线运动
例6：质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在 O点正下方处有一光滑的钉子O′，把小球拉到右侧某 一位置释放，当小球第一次通过最低点P时：
A、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
例7：如图所示，MN为水平放置的光滑圆盘，半径 为1.0m，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作匀速圆周运动。问：
Ft
v
速度增大的
圆周运动 v
速度减小的 圆周运动
思考：匀速圆周运F合动所受的合F力t 充当向F心n 力，方向 始终指向圆心Fn；如O果一个沿圆周运动的F物合 体O所受的
合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 产生切向加速度，改变速度的大小
切向力Ft ：垂直半径方向的合力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）方向的合力
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-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
06.2.26都灵冬奥会：短道速滑女子１０００米比 赛中，中国选手王濛、杨扬分别获得银牌和铜牌， 为中国队再添两块奖牌。
探究
她们在弯 道处为什 么要将身 体倾斜呢？ 你还能列 举生活中 这样的例 子吗？
二、变速圆周运动指向圆心方向的力 Fn 产生向心O 加速度 改变速度的方向 跟圆周相切的力 Ft 产生切向加速度 改变速度的大小 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，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。
§ 5.6 向 心 力
申雪绕赵宏博转动的图片
分析：光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转 动。小球受哪些力？合外力有何特点？
v
FN
.F
F OO F
mg
因为FN 与mg相平衡，所以 小球受到的合力为拉力F
v
F
v
结论：物体做匀速圆周运动时，合外力指向
圆心，且与速度v垂直。
一、向心力
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到沿半径指向圆心的 合外力，这个合外力产生向心加速度，所以叫向心力。
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
2、一般的曲线运动：
B
A
一般的曲线可以分成许多小段，每段都可以看做一小段 圆弧，各段圆弧的半径不一样。
分析：光滑桌面上用轻细线拴一小球匀速转动的 向心力。
FN
.F
mg
小球所受力：重力、支持力、绳对小球拉力 向心力由绳对小球的拉力来提供。
分析：圆锥摆的向心力。
y
F2 F
2、大小:
Fn
=man
m
v2 r
m2r m( 2 )2 r mv
T
3、方向：方向时刻发生变化（始终指向圆心且⊥v）
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。
第六章 2《向心力》课件ppt
6.改变小球的角速度:将质量相同的两小球分别置于长槽和短槽上,确保两
小球半径相同,用皮带连接半径不同的两个塔轮,根据两个塔轮半径关系求
解小球做圆周运动的角速度的关系。
二、数据收集与分析
1.列F、m数据收集表格
把不同质量的小球放在长槽和短槽内,确保小球的轨道半径和角速度相同,
把小球的向心力和质量填在下表中:
要点点拨 转动比较慢时,人随盘一起转动,人与“魔盘”之间的摩擦力提供
向心力。当盘的转速增大时,需要的向心力增大,摩擦力增大。当转速继续
增大,人逐渐向边缘滑去,说明向心力与转速有关,转速越大,所需的向心力
越大;离中心越远的人,滑动趋势越厉害,说明向心力与转动半径有关,半径
越大,需要的向心力越大。
2
运动方向相反
C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心
D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同
答案 C
解析 由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度,所以,它在竖直方向上
受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动,其所
需向心力由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心O。
(1)若要讨论向心力与质量的关系,应控制半径、角速度不变。
(2)若要讨论向心力与半径的关系,应控制质量、角速度不变。
(3)若要讨论向心力与角速度的关系,应控制质量、半径不变。
【实验器材】 向心力演示器、天平、质量不等的若干小球等。
【实验过程】
一、实验步骤
1.测量质量:分别用天平测量各小球的质量,并做标记。
种力,受力分析时不能分析,B错误;摩擦力Ff充当向心力,向心力指向圆心,
故静摩擦力方向沿半径方向指向圆心,C正确;游客相对于转盘的运动趋势
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2
学以致用：实例分析1
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
FN O O
F G
FN与G平衡，合力为F， F即提供向心力
学以致用：实例分析2
FN f
mg
摩擦力f提供了向心力
学以致用：实例分析3
FN
mg
支持力与重力的合力 提供向心力
学以致用：实例分析4
f
FN mg
FN提供向心力
体会思考:
【问题】：向心力是不是像重力、弹力、 摩擦力那样按性质来命名的？
2、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 有不同的轨道半径。 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
四、巩固练习
1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（ D ） A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度 2．下列关于向心力的说法中正确的是（ CD） A．物体受到向心力的作用才可能做圆周运动 B．向心力是指向圆心的合力，是根据力的作用效果命名的，但受力分析时应该画出 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几 种力的合力 D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢 3、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
1、变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
2、怎么分析研究一般的曲线运动？
1、做变速圆周运动的物体所受的力
Ft
F
Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小。 Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向。
变速圆周运动的合外力不指向圆心，即不是向心力； 而沿半径指向圆心方向的合力才是向心力。
B
）
4、用长短不同、材料相同的同样粗细的细绳，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平 面上做匀速圆周运动，则两个小球（ C ） A．以相同的线速度运动时，长绳易断 B．以相同的角速度运动时，短绳易断 C．以相同的转速运动时，长绳易断 D．无论怎样，都是短绳易断
视频：1）花样滑冰
视频：2）小球在唱片上的匀速圆周运动
• 做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，由牛 顿第二定律可知，物体一定受到一个指向圆心 的合力，这个合力我们把它叫做向心力。
向心力的理论推导：
根据牛顿第二定律 F ma 有： 2 v 2 大小： F m a m 或m R R 方向：
【牢记】：向心力是效果力 ，它是物体所受 力的合力。向心力的作用效果是只改变速度 的方向 ， 不改变速度的 大小 。
【问题】：匀速圆周运动的合力有何特点？
【牢记】：匀速圆周运动的合力大小不变， 方向沿半径指向圆心，方向时刻变化，是一 变力。
三、变速圆周运动和一般曲线运动
阅读课本P24思考回答以下问题：
F
F
F
F
做匀速圆周运动的 物体，合外力指向 圆心，与速度V垂直
向心力的实验验证：
方法1：向心力演示器 (1)、结构及原理 (2) 、实验方法
F m R
2
控制变量法
方法2：圆锥摆
1、受力角度分析 θ
F
F合O
r
G
2、运动角度分析
F =mgtanθ
合
F向 m R
2
mgtanθ m R
学以致用：实例分析1
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
FN O O
F G
FN与G平衡，合力为F， F即提供向心力
学以致用：实例分析2
FN f
mg
摩擦力f提供了向心力
学以致用：实例分析3
FN
mg
支持力与重力的合力 提供向心力
学以致用：实例分析4
f
FN mg
FN提供向心力
体会思考:
【问题】：向心力是不是像重力、弹力、 摩擦力那样按性质来命名的？
2、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 有不同的轨道半径。 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
四、巩固练习
1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（ D ） A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度 2．下列关于向心力的说法中正确的是（ CD） A．物体受到向心力的作用才可能做圆周运动 B．向心力是指向圆心的合力，是根据力的作用效果命名的，但受力分析时应该画出 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几 种力的合力 D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢 3、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
1、变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
2、怎么分析研究一般的曲线运动？
1、做变速圆周运动的物体所受的力
Ft
F
Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小。 Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向。
变速圆周运动的合外力不指向圆心，即不是向心力； 而沿半径指向圆心方向的合力才是向心力。
B
）
4、用长短不同、材料相同的同样粗细的细绳，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平 面上做匀速圆周运动，则两个小球（ C ） A．以相同的线速度运动时，长绳易断 B．以相同的角速度运动时，短绳易断 C．以相同的转速运动时，长绳易断 D．无论怎样，都是短绳易断
视频：1）花样滑冰
视频：2）小球在唱片上的匀速圆周运动
• 做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，由牛 顿第二定律可知，物体一定受到一个指向圆心 的合力，这个合力我们把它叫做向心力。
向心力的理论推导：
根据牛顿第二定律 F ma 有： 2 v 2 大小： F m a m 或m R R 方向：
【牢记】：向心力是效果力 ，它是物体所受 力的合力。向心力的作用效果是只改变速度 的方向 ， 不改变速度的 大小 。
【问题】：匀速圆周运动的合力有何特点？
【牢记】：匀速圆周运动的合力大小不变， 方向沿半径指向圆心，方向时刻变化，是一 变力。
三、变速圆周运动和一般曲线运动
阅读课本P24思考回答以下问题：
F
F
F
F
做匀速圆周运动的 物体，合外力指向 圆心，与速度V垂直
向心力的实验验证：
方法1：向心力演示器 (1)、结构及原理 (2) 、实验方法
F m R
2
控制变量法
方法2：圆锥摆
1、受力角度分析 θ
F
F合O
r
G
2、运动角度分析
F =mgtanθ
合
F向 m R
2
mgtanθ m R