人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动第2节第2课时向心力的分析和向心力公式的应用课件（40页PPT）

(课件网) [学习目标] 1.知道向心力是一种效果力，会分析向心力的来源。 2.掌握向心力的表达式，并能进行计算。 3.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。 1.向心力大小表达式：(1)Fn＝_____； (2)Fn＝_____。 mω2r 2.向心力的来源分析 (1)在_____中，由合力提供向心力。 (2)在非匀速圆周运动中，物体合力不是始终指向圆心，合力指向_____的分力提供向心力。 匀速圆周运动 圆心 3.几种常见的圆周运动向心力来源的实例分析 来源 实例分析 情景图示 重力提供 向心力 用细绳拴住小球，使小球在竖直面内转动，当它经过最高点时，若细绳的拉力恰好为零，则此时向心力由小球所受的重力提供 弹力提供 向心力 在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动且未发生滑动，向心力由筒壁的弹力提供 来源 实例分析 情景图示 摩擦力提 供向心力 木块随圆盘一起做匀速圆周运动，其所需的向心力由静摩擦力提供 合力提供 向心力 细线拉住小球在竖直面内做圆周运动，当小球经过最低点时，向心力由细线拉力和小球重力的合力提供 分力提供 向心力 小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动时，向心力由细线的拉力在水平方向的分力提供 [思考探究] 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4 rad/s。盘面上距圆盘中心0.10 m的位置有一个质量为0.10 kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。 (1)求小物体所受向心力的大小； (2)物体需要的向心力由什么力提供？当转动的角速度变大后，物体仍与圆盘保持相对静止，物体受到的摩擦力大小怎样变化？ [提示]　(1)物体做圆周运动所受向心力的大小为Fn＝mω2r＝0.16 N。 (2)物体随圆盘转动时静摩擦力指向圆心提供向心力。当物体转动的角速度变大后，由Fn＝mω2r可知，需要的向心力增大，静摩擦力提供向心力，所以静摩擦力也增大。 [例1]　在光滑水平面上，用长为l的水平细线拴一质量为m的小球，以角速度ω做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A.l不变，ω减半且m加倍时，细线的拉力大小不变 B.ω不变，l减半且m加倍时，细线的拉力大小不变 C.m不变，ω减半且l加倍时，细线的拉力大小不变 D.m不变，l减半且ω加倍时，细线的拉力大小不变 B 解析　根据F＝mω2l可知：l不变，ω减半且m加倍时，细线的拉力大小变为原来的一半，选项A错误；ω不变，l减半且m加倍时，细线的拉力大小不变，选项B正确；m不变，ω减半且l加倍时，细线的拉力大小变为原来的一半，选项C错误；m不变，l减半且ω加倍时，细线的拉力大小变为原来的2倍，选项D错误。 [例2]　长为L的细线，拴一质量为m的小球(小球可视为质点)，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线与竖直方向的夹角是α时(重力加速度为g)。求： (1)细线的拉力的大小； (2)小球运动的线速度的大小； (3)小球运动的角速度及周期。 解析　以小球为研究对象，小球受重力mg和细线的拉力FT，如图所示。因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心O′，且是沿水平方向。 1.变速圆周运动 (1)概念：同时具有____加速度和____加速度的圆周运动。 (2)受力特点：变速圆周运动中合力_____圆心，合力F产生改变线速度大小和方向两个作用效果。 向心 切向 不指向 2.一般曲线运动的处理方法 动 (1)处理方法：如图甲所示，可以把这条曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理。 (2)实例 ①合力方向与速度方向夹角为锐角时，力为___力，速率越来越___，如图乙所示。 ②合力方向与速度方向夹角为钝角时，力为___力，速率越 ... ...