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1、第六章第六章 圆周运动圆周运动第第2 2节节 向心力向心力【学习目标学习目标】1 1、理解向心力的概念。、理解向心力的概念。2 2、掌握分析实际问题中的向心力来源的方法。、掌握分析实际问题中的向心力来源的方法。3 3、会计算匀速圆周运动的向心力。、会计算匀速圆周运动的向心力。导入新课导入新课游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力力?所受合力的方向有什么特点所受合力的方向有什么特点?轻轻绳栓一小球绳
2、栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。在光滑水平面做匀速圆周运动。小球受力是怎样的？小球受力是怎样的？【做一做做一做】OGF对小球受力分析：对小球受力分析：OOFFFvvvO结论结论：做匀速圆周运动的物体，合力：做匀速圆周运动的物体，合力始终始终沿沿半径指向圆心，总是与半径指向圆心，总是与速度速度v方向垂直。方向垂直。1.1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心总指向圆心，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。3.3.方向：指向圆心方向：指向圆心(方向时刻变化方向时刻变化)，向心力方向与速度方向垂直，是变力。向心力方向与速度方向垂
3、直，是变力。4.4.作用效果：只改变速度的方向，不改变作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。速度的大小。2.符号：符号：FnOFFFvvvO一、向心力FNmgf 转盘转盘静摩擦力静摩擦力 f 提供向心力提供向心力二、向心力的来源O 圆锥摆圆锥摆OFTmgF合合重力和拉力的合力提供向心力重力和拉力的合力提供向心力二、向心力的来源G物物块随着圆桶一起匀速转动块随着圆桶一起匀速转动F合合FN=Fn 物体所受支持力充当向心力物体所受支持力充当向心力OF引引F合合F引引 Fn 人造卫星绕地球人造卫星绕地球做（近似）匀速圆周运动做（近似）匀速圆周运动卫星卫星受到受到地球地球的引力充当向心力的引力充
4、当向心力对于向心力的理解：对于向心力的理解：（1 1）向心力通常由某一个力，或某个力的分力，或几个力的合力来）向心力通常由某一个力，或某个力的分力，或几个力的合力来提供。提供。（2 2）物体做匀速圆周运动时，向心力是由其所受的合力提供的，即）物体做匀速圆周运动时，向心力是由其所受的合力提供的，即匀速圆周运动中物体的合力一定指向其圆周的圆心。匀速圆周运动中物体的合力一定指向其圆周的圆心。（3 3）向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的）向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。如图所示
5、，在绳子的一端拴一如图所示，在绳子的一端拴一个个小沙袋小沙袋，另另一端握在手中。将手举过头顶，一端握在手中。将手举过头顶，使使沙袋沙袋在在水水平面内做圆周运动。此时平面内做圆周运动。此时，沙袋沙袋所所受的向心受的向心力近似等于手通过绳力近似等于手通过绳对对沙袋沙袋的的拉力。换用不拉力。换用不同质量同质量的的沙袋沙袋，并改变小球转动的速度和绳并改变小球转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。的长度，感受向心力的变化。【做一做做一做】三、向心力的大小猜想：猜想：向心力大小可能与向心力大小可能与小球小球质量质量、转动速度转动速度、转动半径转动半径有关。有关。1.1.保持小球转动的速度和绳的长度不变，
6、改变小球的质量，感受向心力的变保持小球转动的速度和绳的长度不变，改变小球的质量，感受向心力的变化。化。2.2.保持绳的长度和小球的质量不变，改变小球转动的速度，感受向心力的变保持绳的长度和小球的质量不变，改变小球转动的速度，感受向心力的变化。化。3.3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。化。三、向心力的大小匀速转动匀速转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽手柄，可使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。挡板对小球的作用力提供了圆周运动。挡板对小球的作
7、用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测小球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可从标尺上读出，力套筒的弹簧，压缩量可从标尺上读出，该读数即显示了向心力的大小。该读数即显示了向心力的大小。探究向心力大小的表达式探究向心力大小的表达式三、向心力的大小实验方法实验方法:控制变量法控制变量法1.F与与m的关系的关系保持保持r、一定一定保持保持、m一定一定3.F与与 的关系的关系保持保持m、r一定一定2.F与与r的关系的关系三、向心力的大小实验结论实验结论:物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半物体做圆周运
8、动需要的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。径成正比，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：三、向心力的大小公式：公式：Fnm2r例例1、如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心、如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动，它随圆盘一起运动做匀速圆周运动，则关于木块做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是（的受力，下列说法中正确的是（）A.木块木块A受重力、支持力和向心力受重力、支持力和向心力B.木块木块A受重力、支持力
9、和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D.木块木块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C例例2、下列关于向心力的叙述中，不正确的是（、下列关于向心力的叙述中，不正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的作用力外，还受到一个向做匀速圆周运动的物体，除
10、了受到别的作用力外，还受到一个向心力的作用心力的作用C.向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小D.向心力可以由某个力来提供，也可以由某几个力的合力来提供，向心力可以由某个力来提供，也可以由某几个力的合力来提供，或者由某一个力的合力来提供或者由某一个力的合力来提供B练习、练习、2023年女足世界杯于年女足世界杯于7月月20日至日至8月月20日在澳大利亚和新西兰日在澳大利亚和新西兰举办。如图所示，中国女足在某次进攻传球配合中，被踢出的足球举办。如图所示，中国女足在某次进攻传球配合中，被踢出的足球在空中划出一道漂亮的弧线，则关于足球在最高点位置在空中划出一道漂亮的弧线，则关于足球在最高点位置2时受到的力时受到的力有（有（）A.仅受重力仅受重力 B.重力、向心力重力、向心力C.重力、空气阻力重力、空气阻力 D.重力、空气阻力、向心力重力、空气阻力、向心力C