高中物理 5.7《向心力》課件1 新人教版必修2

1、高中物理新人教版必修２系列課件,5.7 《向心力》,新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能1、理解向心力的概念。2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。3、知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。（二）過(guò)程與方法通過(guò)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來(lái)了解向心力的大小與哪些因素有關(guān)，并理解公式的含義。（三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀在實(shí)驗(yàn)中，培養(yǎng)動(dòng)手的習(xí)慣并提高分析問(wèn)題、解決

2、問(wèn)題的能力。感受成功的快樂(lè)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。★教學(xué)重點(diǎn)明確向心力的意義、作用、公式及其變形?！锝虒W(xué)難點(diǎn)如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象。,1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定有加速度嗎？為什么？,2、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度有什么特點(diǎn)？寫出向心加速度的公式。,3、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受力嗎？,思考：,,,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力有什么特點(diǎn)？受力的方向和大小如何確定？,,,,花樣滑冰,,水平光滑平面,

3、,,,,,,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,,1、小球受哪些力的作用？,2、這幾個(gè)力的合力是什么？沿什么方向？ 這個(gè)合力起什么作用？,,,,v,,,,,,F,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，合外力指向圓心，與速度V垂直,2、方向：總指向圓心，與速度垂直，方向不斷變化。,3、效果

4、：只改變速度方向，不改變速度大小。,一、向心力1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)力叫做向心力。,注意：,1、向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。,2、向心力的來(lái)源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。,,,,,,,總結(jié),,分析向心力來(lái)源的思路,明確研究對(duì)象確定圓周運(yùn)動(dòng)所在的平面，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、半徑及圓心位置進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向

5、的合力即向心力。,向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？,探究向心力的大小：,,,1、提出問(wèn)題：向心力的大小與哪些因素有關(guān)？,2、猜想假設(shè)：,Fn與m、r、ω有關(guān),3、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：,4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：,控制變量法,,5、得出結(jié)論：,保持r、m一定,保持m、ω一定,保持r、ω一定,1、公式：Fn = mrω2,二、向心力的大小,= mv2/r= mr(2π/T)2,2、單位： m－kg r－m ω－rad/

6、s v－m/s T－s Fn－N,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：,方向始終指向圓心，不斷改變大小保持不變,三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng),閱讀課本P53－P54思考回答以下問(wèn)題：1、變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？2、怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？,,1、做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力,,,

7、Fn,Ft,Ft 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向.,,加速,2、處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法： 把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑.注意到這點(diǎn)區(qū)別之后，在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理了.,,,,例1：關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（ ）A、物體由于做圓

8、周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大?。籆、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以 外的一種新的力,B,例2,甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過(guò)4周，乙轉(zhuǎn)過(guò)3周.則它們的向心力之比為（ ） A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9D.9∶16,C,,把一個(gè)小球放在漏斗中，晃動(dòng)漏斗，可以使小球沿

9、光滑的漏斗壁在某一平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖，小球的向心力是什么力提供的？,例3、,解析：小球受力分析如圖。,,,,,,,,可見，向心力是重力G和支持力F的合力提供的.也可以認(rèn)為是支持力F在水平方向的分力提供的,上題中，若小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，如圖傾角為α，試求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。,,解析：小球受力分析如圖。,,,,,,,,可知小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力Fn為是重力G和支持力F的合力，有：Fn=mg tanα = mrω2解得：r

10、= g tanα/ω2,,α,,,如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？,練習(xí),解析：小橡皮受力分析如圖。,小橡皮恰不下落時(shí)，有： Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式： FN=mω2r解以上各式得：,,,,知識(shí)小結(jié),向心力,,方向大小效果來(lái)源,注意：勻速圓周運(yùn)動(dòng)和非勻速圓周運(yùn)動(dòng)的區(qū)別和聯(lián)系。,,方法總

11、結(jié),學(xué)會(huì)分析向心力的來(lái)源學(xué)會(huì)利用向心力公式解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法。,1、閱讀課本P53的實(shí)驗(yàn)和P54的做一做，試設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),探索物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需要的向心力與哪些因素有關(guān).思路:(1)設(shè)計(jì)一個(gè)可以方便地改變實(shí)驗(yàn)變量的勻速圓周運(yùn)動(dòng),例如,與勻速圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理量(質(zhì)量、半徑、線速度等)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以取不同的數(shù)值.(2)采用控制變量法實(shí)驗(yàn),讓其中的某幾個(gè)變量保持不變,研究物體所受合力與其他量的關(guān)系.(