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1、人教版普通高中物理人教版普通高中物理 必修第二册必修第二册6.2 6.2 向心力向心力温故知新温故知新做匀速圆周运动的物体,线速度做匀速圆周运动的物体,线速度方向时刻改变。方向时刻改变。根据牛顿第二定律知,做匀速圆周运动的物体一定受到不根据牛顿第二定律知,做匀速圆周运动的物体一定受到不为零的合力为零的合力。那么其那么其所受合力方向所受合力方向有什么特点呢?有什么特点呢?思考与讨论思考与讨论受力分析受力分析,如图如图小球所受合力为绳的拉力,总指向圆心,小球所受合力为绳的拉力,总指向圆心,拉力即为使小球做圆周运动的力。拉力即为使小球做圆周运动的力。剪断细线小球不再做圆周运动,而是沿着圆上这剪断细线
2、小球不再做圆周运动,而是沿着圆上这一点切线飞出。一点切线飞出。一小球在细线牵引下做匀速圆周运动,试分析:一小球在细线牵引下做匀速圆周运动,试分析:小球受哪些力?小球受哪些力?这些力的合力方向指向何方?这些力的合力方向指向何方?剪断细线小球将沿什么方向运动呢?剪断细线小球将沿什么方向运动呢?F FN NGF F思考与讨论思考与讨论 一一、向心力向心力(1)(1)定义定义:做匀速圆周运动的物体受到的做匀速圆周运动的物体受到的总指向圆心总指向圆心的合力。的合力。(2)(2)方向方向:沿半径指向圆心沿半径指向圆心,与线速度方向垂直,方向时刻改变,是一与线速度方向垂直,方向时刻改变,是一个个变力变力。(
3、3 3)作用:只改变速线度方向,不改变线速度大小作用:只改变速线度方向,不改变线速度大小(4)(4)来源来源:向心力是按照力的作用效果命名的,可向心力是按照力的作用效果命名的,可由某一性质的力由某一性质的力提提供,也可由供,也可由某几个力的合力某几个力的合力或或某一个力的分力某一个力的分力来提供。来提供。分析下列各图中向心力的来源分析下列各图中向心力的来源猜想?猜想?质量质量质量质量 半径半径 角速度速度向心力的大小与哪些因素有关呢?向心力的大小与哪些因素有关呢?实验方法实验方法:控制变量法控制变量法实验目的实验目的探究影响向心力大小的因素探究影响向心力大小的因素实验方法实验方法控制变量法控制
4、变量法实验装置实验装置向心力演示器向心力演示器探究过程探究过程m m、r r相同相同两球转动角速度不同,两球转动角速度不同,大的向心力大的向心力F F大大m m、相同相同两球转动半径不同,两球转动半径不同,r r大的向心力大的向心力F F大大r r、相同相同两球两球质量不同,质量不同,m m大的向心力大的向心力F F大大实验结论实验结论物体做圆周运动的向心力与物体的质量成正比,与半径成物体做圆周运动的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的平方成正比。正比,与角速度的平方成正比。探究向心力大小的影响因素探究向心力大小的影响因素探究向心力的大小的表达式探究向心力的大小的表达式(5 5)
5、向心力的大小向心力的大小:Fn_ _mv。答案答案A C BA C BD DD DB B 二、变圆和一般曲线运动二、变圆和一般曲线运动1.1.匀速圆周运动匀速圆周运动合力一定指向圆心合力一定指向圆心提供向心力。提供向心力。2.2.变速圆周运动变速圆周运动合力一般不指向圆心合力一般不指向圆心,F F合合沿沿半径方向的分力提供向心力,沿切线方向的半径方向的分力提供向心力,沿切线方向的分力改变线速度的大小。分力改变线速度的大小。3.3.F F合合与与v v夹角夹角9090质点做减速圆周运动;质点做减速圆周运动;=90=90质点质点做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。4.4.一般的曲线运动一般的曲线运动定
6、义:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般的曲定义:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般的曲线运动。线运动。研究方法:分割成很多小段,每小段都研究方法:分割成很多小段,每小段都可看成圆周运动的一部分,采用圆周运动可看成圆周运动的一部分,采用圆周运动的分析方法处理。的分析方法处理。思想方法:化一般曲线为多个圆周思想方法:化一般曲线为多个圆周 三、三、课堂精练课堂精练BDBD2.2.(多选)(多选)如图圆锥摆的摆长为如图圆锥摆的摆长为L L,摆角为,摆角为,质量为,质量为m m的摆球在水平面内的摆球在水平面内做匀速圆周运动,则(做匀速圆周运动,则()BCBCB BD感谢聆听感谢聆听