2021年高中物理第五章曲线运动6向心力课件 人教版必修2
高一物理人教版必修2课件： 向心加速度
第五章 曲线运动
第五节 向心加速度
向心加速度
轻绳栓一小球,在光滑水平面做 匀速圆周运动。
向心加速度
受力分析：
FN OF
G
结论：FN与G相抵消，绳子的拉力F充当
合外力，方向始终指向圆心。
向心加速度
当物体做匀速圆周运动时，其受 到的合力指向圆心 由牛顿第二定律：F合=ma 当物体做匀速圆周运动时，其加 速度也是指向圆心的
探究：设质点沿半径为r的圆周运动，某时刻位
于A点，速度为VA，经过时间后位于B点，速度为VB， 质点速度的变化量沿什么方向？
向心加速度
图5.5-3
向心加速度
注意：
1、 VA 、VB的长度是否一样？ 2、VA平移时注意什么？ 3、△v/△t表示什么？ 4、△v与圆的半径平行吗？在什么 条件下，△v与圆的半径平行？
1) 在y=kx这个关系式中，说y与x成正比， 前提是什么？
向心加速度
A RA
B RB RC C
2) 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的 半径不 一样，它们的边缘上有三个点A、B、C。其中哪两点向 心加速度的关系适用于“向心加速度与半径 成正比”，
哪两点适用于“向心加速度与半径 成反比”？
向心加速度
2、方向： 指向圆心
3、公式：
an
v2 r
an rw 2
线速度表达形式 角速度表达形式
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ห้องสมุดไป่ตู้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？
高一物理人教版必修2课件：5.6 向心力 1
第五章 曲线运动
第六节 向心力
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知识点回顾
1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？ 2 、匀速圆周运动 向心加速度是如何定义的？ 其表达式是什么？其物理意义是什么？
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实例 物体做圆周运动一定受到力的作用
向心力的大小
公式：Fn = mrω2 = mv2 /r = mvω = mr(2π/T)2
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实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
想一想
小球受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
θ
F
结论:
向心力由拉力F和重力G的
合力提供
G 更多部编版资料、教材、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 可以看作为一小段圆弧，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。
r
r
2
1
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F 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 更多部编版资料、教材、课件、
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向 心 力
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。
及 其 特
① 方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速 度方向垂直）
F向= F合= F
人教版高中物理必修二第五章曲线运动教材分析 (共59张PPT)
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.6.运动的分解是运动合成的逆过程
分解原则：根据运动的实际效 果分解或正交分解. （建议讲 拉船模型，旋转和收绳效果）
• （2）因为线速度大小不变，故弧长与对应时间的 比值不变，在数值上反映了瞬时速度的大小.匀速 圆周运动的线速度就是它的瞬时速度.
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• 4.处理实验数据的方法
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3.探究平抛运动的规律[教学建议]
1.知道什么是抛体运动及做抛体运动的条件. 2.知道什么是平抛运动及平抛运动的特点、
条件. 3.学会用实验的方法研究平抛运动的规律，
知道平抛运动的竖直分运动是自由落体运 动，水平分运动是匀速直线运动. 4.培养理论和实践相联系的科学思想.
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2• .包运括动位的移合、成速与度分、解加速度的合成与分
解，它们与力的合成与分解一样都遵 守平行四边形定则：由已知的分运动 求跟它们等效的合运动叫做运动的合 成，则已知合运动求跟它等效的分运 动叫做运动的分解. • 研究运动的合成和分解，目的在于把 一些复杂的运动简化为比较简单的直 线运动，这样就可应用已经掌握的有 关直线运动的规律，来确定一些复杂 的曲线运动.
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2.（第二单元） 运动的合成与分解
• （一）在直角坐标系中研究蜡块的运动
1.建立直角坐标系 2.蜡块的位置 3.蜡块的运动轨迹
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（二）运动的合成与分解 （分6个层次进行 ）
• 1.合运动与分运动 • 合运动就是物体的实际运动.一个运动又可
高一物理人教版必修2课件：5.6 向心力 2
3、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。
注意：
1、向心力是根据效果命名的力，并不是一种 新的性质的力。
2、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。
Ff FN
G
θ
T
F
G
总结
分析向心力来源的思路
（图片来自网络）
费曼学习法--实操步骤
1 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
（一） 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善，少而精效果反而可能更好，建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好，熟练使用后，再逐渐增加，但也不建议一次性数量过多（根据自 己实际情况，参考学霸的建议进行筛选）； 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多，时间紧迫，所以更 加急于求成，匆匆扫一眼书本，就以为理解了，结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解，建议至少把书翻三遍。
ω－rad/s T－s
Fn－N
r－m v－m/s
匀速圆周运动的受力特点：
方向始终指向圆心，不断改变 大小保持不变
三、变速圆周运动和一般曲线运动
1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 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.
人教物理必修2教学课件：5.6向心力 (共22张PPT)
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得没有什么事情需要学习，于是他们不进则退2022年4月16日星期六2022/4/162022/4/162022/4/16 •读书，永远不恨其晚。晚比永远不读强。2022年4月2022/4/162022/4/162022/4/164/16/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/162022/4/16April 16, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。
Fn ∝ω2
Fn ＝kmω2r
精确实验表明,当以上各物理量单位取国 际单位制时, Fn ＝kmω2r中的k=1,公式可写为:
Fn ＝mω2r 向心力公式
从理论角度分析我们得到的向心力公式 正确与否？
例.如图所示，小球在半径为R的光滑半球面内贴着内壁在水 平面内做匀速圆周运动，小球与半球球心的连线与竖直方向 的夹角为θ，求小球的周期T？（已知重力加速度为g）
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
人教版必修2
第五章 曲线运动
第六节 向心力
复 习 巩 固:
1、向心加速度的定义：
任何做匀速圆周运动的物体的加速度 都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度
2、向心加速度的方向及作用
始终指向圆心，与线速度方向垂直 描述速度方向改变快慢的物理量
3、向心加速度的大小
an
=
v2 r
an = ω2r
an = 4Tπ22r
2.下列关于向心力的说法中正确的是( CD ) A．物体由于做圆周运动而产生了向心力 B．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效 果来命名的，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
第五章 6.向心力
图 5－6－6
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解：(1)在圆上最高点时小球受重力和细线的拉力，如图2
所示，并由这两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力．
v2 v2 1 由向心力公式 F＝m r 有 F1＋mg＝m r
2 v2 4 1 则 F1＝m r －mg＝0.5×0.4 N－0.5×10 N＝15 N
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2．关于向心力，以下说法中正确的是( C ) A．是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力
C．向心力是线速度变化的原因
D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
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代入数据得 ω＝0.7 rad/s.
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图5－6－4
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3．两个质量分别是 m1 和 m2 的光滑小球套在光滑水平杆上， 用长为 L 的细线连接，水平杆随框架以角速度ω做匀速转动， 两球在杆上相对静止，如图 5－6－5 所示．求两球离转动中心 的距离 R1 和 R2 及细线的拉力．
甲
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图 5－6－3
乙
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解：(1)对球受力分析如图 5－6－4 所示，则 mg F 拉＝cos 37° 代入数据得 F 拉＝490 N (2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和 重力的合力提供 FG＝mgtan 37° ＝mω2(Lsin 37° ＋L′) ω＝ gtan 37° Lsin 37° ＋L′
解析：向心力是按力的作用效果命名的，并不是具有特定
第六节向心力课件(人教版)
[答案] D [解析]物体做匀速圆周运动，向心加 速度总是指向圆心，有加速度，A错 误；向心加速度、向心力大小不变， 方向始终指向圆心，合外力提供向心 力，方向不断变化，B错误，D正确； 速度方向沿切线方向，即速度方向不 断变化，C错误．
备用习题
2．如图所示，用细线吊着一个小球，使小球在 水平面内做匀速圆周运动．关于小球的受力情 况，下列说法正确的是 ( ) A．受重力、绳子的拉力、向心力 B．受重力、绳子的拉力 C．只受重力 D．以上说法均不正确
学习互动
例4 (多选)质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂 在O点，在O点的正下方处有一钉子P，把细线沿水 平方向拉直，如图5－6－3所示，无初速度地释放小 球，当细线碰到钉子的瞬间(瞬时速度不变)，设细线 没有断裂，则下列说法正确的是( ) A．小球的角速度突然增大 B．小球的角速度突然减小 C．小球的向心加速度突然增大 D．小球对悬线的拉力保持不变 图5－6－3
新课导入
视察几幅图片，并做水流星实验，让学生自己体验实验中力的变化，考虑一下为什么做 圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动． 大家也可以自己动手制作一个圆周运动(事先给学生发了个带细绳的小球)
新课导入
实验可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体，而第一幅图太阳 系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用，是太阳和行星之间的 引力使各个行星绕太阳在做圆周运动．如果没有绳子的拉力和太阳与行星之间的引力， 那么这些物体就不可能做圆周运动，也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力， 这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动，我们把这个力叫作向心力． 对于匀速圆周运动中的向心力又有哪些特点呢？这就是我们本节要解决的问题.
图5－6－2
人教版高中物理必修二第五章 曲线运动 §6 向心力
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第五章曲线运动§6 向心力编写人：韩鹏李进【学习目标】1、理解向心力的概念及其表达式的确切含义；2、通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义，知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算；3、进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点，知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
【学习过程】通过前面的学习，我们已经知道，做圆周运动的物体具有指向圆心的加速度——向心加速度，而力是产生加速度的原因，那做圆周运动的物体受力情况又有什么特点呢？阅读教材“向心力”部分，思考并回答以下问题：1、举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去。
2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。
向心力1．向心力的作用效果：产生向心加速度可以不断改变物体的线速度方向，维持物体做圆周运动．2．向心力的来源向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力，总之，只要达到维持物体做圆周运动效果的力，就是向心力．向心力是按力的作用效果来命名的．对各种情况下向心力的来源应明确．如：水平圆盘上跟随圆盘一起匀速转动的物体[如图(a)]和水平地面上匀速转弯的汽车，其摩擦力是向心力；圆锥摆[图(b)]和以规定速率转弯的火车，向心力是重力与弹力的合力．3．圆周运动中向心力的分析(1)匀速圆周运动：物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力，向心力大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心，这是物体做匀速圆周运动的条件．(2)变速圆周运动：在变速圆周运动中，合外力不仅大小随时间改变，其方向也不沿半径指向圆心．合外力沿半径方向的分力(或所有外力沿半径方向的分力的矢量和)提供向心力，使物体产生向心加速度，改变速度的方向．合外力沿轨道切线方向的分力，使物体产生切向加速度，改变速度的大小．4．圆周运动中的动力学方程无论是匀速圆周运动，还是非匀速圆周运动，向心力和向心加速度关系都符合牛顿第二定律即：r mf r Tm r m r v m ma F n n 22222244ππω=====情景剖析1．用细线拴一个小球，手拉细线的一端，如图所示，使小球在水平面内做圆周运动，分析讨论以下问题。
高中物理 第五章 第6节 向心力讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
向心力一、向心力┄┄┄┄┄┄┄┄①1．定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2．方向：始终指向圆心，与线速度方向垂直。
3．公式：F n ＝m v 2r 或F n ＝mω2r 或F n ＝m 4π2T2r 。
4．来源：(1)向心力是按照力的作用效果命名的。
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力，也可能是某个力的分力。
5．作用：产生向心加速度，改变线速度的方向。
[说明]根据向心加速度的表达式a n ＝v 2r ＝ω2r ＝4π2T2r ＝4π2n 2r ＝ωv ，结合牛顿第二定律F n ＝ma n 就可得到向心力表达式。
①[判一判]1．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力(×) 2．向心力的方向时刻指向圆心，方向不断变化(√) 3．做圆周运动的物体其向心力大小不变，方向时刻变化(×) 4．向心力既可以改变速度的大小，也可以改变速度的方向(×) 5．物体做圆周运动的速度越大，向心力一定越大(×) 二、变速圆周运动和一般的曲线运动┄┄┄┄┄┄┄┄②1．变速圆周运动：线速度大小发生变化的圆周运动，做变速圆周运动的物体同时具有向心加速度和切向加速度。
2．一般的曲线运动(1)定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
(2)研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段，质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。
[说明]对于变速圆周运动，F n ＝m v 2r ＝mω2r ，a n ＝v 2r＝ω2r 仍可用。
②[填一填]荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千向下荡时， (1)小朋友做的是________运动； (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？________________________________________________________________________ 解析：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。
必修2 之 第五章曲线运动 第6节：向心力
• 复习所学，回答提问：
• 1、向心加速度的方向？
• 2、向心加速度公式？
• 3、向心加速度产生的原因？
第五章 曲线运动
----第6节 向心力
第6节 向心力
• 学习目标
• 2、向心力的来源；
• 关键术语
• 1、向心力表达式； • 向心力； • 3、分析向心力。
阅读“向心力”，回答问 题。 • 1、什么叫向心力？
• 2、当F合与半径有夹角时， F合产生哪些 效果？ • 什么是切向力？什么是向心力？ • 3、什么是切线加速度？什么是向心加速 度？ • 4、一般曲线运动的处理方法是什么？
• 2、推导向心力表达式？
阅读“实验”及其后一段 话，回答问题。
• 1、向心力是不是物体实际受 到的力？ • 2、向心力的来源？ • 3、怎样分析物体的向心力?
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摩托车
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑冰
阅读“变速圆周运动和一般 曲线运动”，回答问题。
• 1、物体做加速运动时，F合是否指向圆心？