(
课件网) 6.2 向心力 第六章 圆周运动 人教版（2019）必修 第二册 1．知道向心力是根据力的作用效果命名的，会分析向心力的来源。 2．感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系 3. 掌握向心力的表达式，能够计算简单情境中的向心力 4. 知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。 学习目标 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。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？ 导入新课 一个小球在细线的牵引下，绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。用剪刀将细线剪断，观察小球的 运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？ 一、向心力 讨论 G FN F 【小球受力分析】： O 1.合力是什么？其方向有什么特点？ 结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直。 2.合力方向与速度方向什么关系？ v v v O Fn Fn Fn 合力 1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力。 3.向心力作用： 2.方向： 小结：向心力 4.来源：向心力是根据效果命名的力。 向心力可以是所有力的合力，也可以是某个力的分力。 ⑴沿半径指向圆心 只改变 v 的方向 符号： Fn ⑵与 v 垂直 ⑶是变力 产生向心加速度 注意：受力分析只分析性质力，不可另外添加上一个“向心力”。 O θ O' FT mg F合 1.圆锥摆 匀速圆周运动向心力来源实例分析 FN mg F静 静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。 F向= F合= Ff 2.水平匀速转动的转盘上，小物块随圆盘转动。 思考：为什么指向圆心呢？ G Ff FN ω 3.滚筒洗衣机中物体随滚筒一起匀速转动 F合＝FN = Fn 物体所受重力、摩擦力和支持力的合力充当向心力。 (桶对物块的支持力提供向心力。) 关于向心力说法中正确的是 （ ） A.物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B.向心力不改变速度的大小； C.做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D.向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力 B 练习 做一做 实验器材：绳子、小沙袋 向心力的大小与ω(v) 、m、r有关 猜想 探究方法： 在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。 结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、转动的快慢、轨道半径三个因素有关系。 二、向心力的大小 控制变量法 探究F向大小的表达式 实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。 实验演示： 实验结论: 当m、r一定时 当m、ω一定时 当ω 、r一定时 总结：向心力大小的表达式 1.甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为 （ ） A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 C 练习 2.小球做圆锥摆时，细绳长 L，与竖直方向成 θ 角，求小球做匀速圆周运动的角速度 ω 。 O′ O mg FT F θ L 小球做圆周运动的半径 R = Lsinθ R 解：小球的向心力由 FT 和 G 的合力提供 即 ：mgtanθ = mω2Lsinθ F向 = mω2R F向 = F = mgtanθ 3.如图，半径为 r 的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为 μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？ 解：小橡皮受力分析如图。 小橡皮恰不下落时，有：Ff = mg 其中：Ff = μFN 而由向心力公式：FN = mω2r 解以上各式得： G Ff FN 小结 解题步骤 1.明确研究对象 2.运动分析———确定轨道面、圆心、半径 3.受力分析———明确向心力的来源 4.利用牛顿第二定律列方程 Ft与沙袋运动的速度同向，使得沙袋的速度越来越大； Fn指向圆心 ... ...
