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1、向 心第第 六六 章章 圆圆 周周 运运 动动6.2（1 1）描述圆周运动的物理量有哪些？）描述圆周运动的物理量有哪些？（2 2）匀速圆周运动有什么特点？）匀速圆周运动有什么特点？（3 3）匀速圆周运动是匀变速运动吗？）匀速圆周运动是匀变速运动吗？课前回顾思考：思考：既然匀速圆周运动的速度方向时刻在变，是什么力产生的既然匀速圆周运动的速度方向时刻在变，是什么力产生的这种变化呢？这种变化呢？一、向心力1 1、定义：、定义：做匀速圆周运动的物体所受的做匀速圆周运动的物体所受的合力合力总总指向圆心指向圆心，这个指向，这个指向圆心的力叫作圆心的力叫作向心力。向心力。符号：符号：FnFn2 2、方向、方
2、向：与速度方向垂直，时刻指向圆心，是：与速度方向垂直，时刻指向圆心，是变力。变力。3 3、作用效果：改变速度的方向。、作用效果：改变速度的方向。OFFFvvvO二、向心力的来源 如图所示的两个小球都在水平面内做匀速圆周运动，如图所示的两个小球都在水平面内做匀速圆周运动，请对小球进行受力分析。请对小球进行受力分析。mgNmgN 小球受重力、弹力小球受重力、弹力那向心力从哪里来呢？向那向心力从哪里来呢？向心力的施力物体又是什么心力的施力物体又是什么物体呢？物体呢？思考延时符想一想 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
3、名的。它是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据命名的。它是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果力的作用效果命名的。只能表述为什么力提供向心力，不能说物体受到向心力。命名的。只能表述为什么力提供向心力，不能说物体受到向心力。重点辨析mgmgNN可以这样表述：可以这样表述：物体所受重力和物体所受重力和弹弹力的力的合力合力充当向心力充当向心力；或者；或者物物体所受体所受支持力在水平方向上的分支持力在水平方向上的分力力充当向心力充当向心力。延时符想一想寻找向心力来源滚筒洗衣机中物体滚筒洗衣机中物体随随滚筒一起匀速转动滚筒一起匀速转动在水平面内做匀速圆在水平面内做匀速圆周运动（不计摩擦）
4、周运动（不计摩擦）小物块小物块在转台上在转台上做匀速圆周运动做匀速圆周运动物体所受重力、摩物体所受重力、摩擦擦力和力和支持力的支持力的合力合力充当向心力充当向心力玻璃球所受重力和内壁的玻璃球所受重力和内壁的支持力的合力支持力的合力充当向心力充当向心力小物块所受小物块所受静摩擦力静摩擦力充当向心力充当向心力当堂检测判断：判断：1 1、做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力。（、做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力。（）2 2、向心力总是指向圆心。（、向心力总是指向圆心。（）3 3、向心力一定和速度方向垂直。（、向心力一定和速度方向垂直。（）4 4、向心力是根据力的作用效果命名的。（、向心力是根
5、据力的作用效果命名的。（）5 5、向心力的作用是改变物体的速度。（、向心力的作用是改变物体的速度。（）（2023秋秋江苏盐城江苏盐城高一校考期末）如图所示，用长为高一校考期末）如图所示，用长为L的细线拴住一个的细线拴住一个质量为质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为角为，重力加速度为，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（），关于小球的受力情况，下列说法正确的是（）A小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力B向心力由细线对小球的拉力提供向心力由细线对小球
6、的拉力提供C向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力D向心力的大小等于向心力的大小等于【参考答案】【参考答案】C C当堂检测向心力的大小02如图所示，在绳子的一端拴一个小球，另一端握在手中。将手举过头顶，使小球在水平面内做圆周运动。此时，小球所受的向心力近似等于手通过绳对小球的拉力。换用不同质量的小球，并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。做一做向心力的影响因素分别改变小球分别改变小球转动的速转动的速度度、绳的长度绳的长度以及以及小球小球的质量的质量，感受向心力的，感受向心力的变化。变化。实验思路：控制变量法实验思路：控制变量法实验仪器标尺：
7、测力标尺：测力长槽、短槽改变小球运长槽、短槽改变小球运动半径动半径变速塔轮改变小球运动变速塔轮改变小球运动的角速度的角速度实验操作实验结论实验结论:物体做圆周运动需要的物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。成正比，与角速度的二次方成正比。根据根据 推导向心力的另一表达式：推导向心力的另一表达式：公式：公式：Fnmr2实验结论 某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出格，右边标尺露出4格，则皮格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为带连接的左、右塔轮半径之比为_；其他条件不变，若增
8、大手柄转动的速度，标尺则下列符合实验实际的其他条件不变，若增大手柄转动的速度，标尺则下列符合实验实际的是是_。A左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小B左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值不变C左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小D左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大【参考答案】【参考答案】2 2 1 B1 B当堂检测当堂检测 如图所示，用长为如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为的细线拴住一个
9、质量为m的小球，使小球在水平面的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，重力加速度为，重力加速度为g，求（求（1）小球所受拉力的大小？）小球所受拉力的大小？（2）小球做圆周运动向心力的大小？小球做圆周运动向心力的大小？当堂检测（1 1）F FT T=mg/cos=mg/cos（2 2）Fn=mgtanFn=mgtan 若小球做匀速圆周运若小球做匀速圆周运动的线速度逐渐减小是，动的线速度逐渐减小是，所受的合力还指向圆心吗所受的合力还指向圆心吗？思考三、变速圆周运动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。当沿圆周运
10、动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。物体做变速圆周运动时物体做变速圆周运动时：当合外力与速度夹当合外力与速度夹锐角锐角时，物体线速度时，物体线速度增加增加当合外力与速度夹当合外力与速度夹钝角钝角时时，物体线速度，物体线速度减小减小向心分力向心分力Fn，与速度方向垂直，与速度方向垂直，只改变线速度方向只改变线速度方向。切向分力切向分力F，与速度方向共线与速度方向共线改变线速度的大小改变线速度的大小。OFnF合合运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。r1r2研究方法：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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。四、一般曲线运动 当堂检测当堂检测 如图所示，用长为如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面的小球，使小球在水平面内做圆周运动，细线与竖直方向的夹角为内做圆周运动，细线与竖直方向的夹角为时，小球线速度大小为时，小球线速度大小为v，重力，重力加速度为加速度为g，求（求（1）小球所受拉力的大小？）小球所受拉力的大小？（1 1）FT=mgcos+mv2/Lsin