2020-2021学年6.向心力多媒体教学ppt课件

这是一份2020-2021学年6.向心力多媒体教学ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了mω2r，速度大小，速度方向，图5-6-1，图5-6-2，图5-6-3，图5-6-4，图5-6-5，图5-6-6，图5-6-7等内容，欢迎下载使用。
学习目标：1.理解向心力是一种效果力，其效果是产生向心加速度，方向总是指向圆心.2.知道向心力与合外力的关系，能在具体问题中分析向心力的来源. 3.掌握向心力公式，并能应用公式进行有关计算.重点难点：确定向心力的来源及应用向心力公式解决实际问题.易错问题：变速圆周运动中，向心力与合外力的关系.
一、向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向________的合力，这个合力叫做向心力.2.方向：始终指向________.3.公式：Fn=_____=_________.
注意：（1）由于向心力的方向时刻改变，所以向心力是变力.（2）向心力是按效果命名的，不论哪种性质的力，只要产生了向心加速度，就可以称它为向心力.
二、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果.（1）合外力F跟圆周相切的分力Ft,此分力产生_________加速度at，描述________变化的快慢.（2）合外力F指向圆心的分力Fn叫向心力，此分力产生向心加速度an，向心加速度只改变速
度的_______，描述____________变化的快慢.2.一般的曲线运动的处理方法一般曲线运动，可以把曲线分割成许多极短的小段，每一小段可看作一小段______.圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的______.这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
一、对向心力的理解1.作用效果：向心力的作用效果是产生向心加速度，它只改变线速度的方向，不改变线速度的大小.2.来源:对物体受力分析得到的指向圆心的力提供向心力.向心力可以是指某个力、可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力.
在匀速圆周运动中向心力就是物体所受的合外力.在变速圆周运动中,物体所受合外力一般不再指向圆心,可按切线方向和法线方向分解,法线方向的分力就是向心力.3.是变力:匀速圆周运动中,向心力的大小不变,但方向总指向圆心,时刻在变化,故向心力是变力.
二、对匀速圆周运动的进一步理解1.匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变. 2.匀速圆周运动的性质（1）线速度仅大小不变而方向时刻改变,是变速运动.
（2）向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变,是非匀变速曲线运动.（3）匀速圆周运动具有周期性,即每经过一个周期运动物体都要重新回到原来的位置,其运动状态（如v、a大小及方向）也要重复原来的情况.（4）匀速圆周运动的物体所受合外力大小恒定,方向总是沿半径指向圆心,方向时刻改变.
3.匀速圆周运动和变速圆周运动的区别在匀速圆周运动中,合外力的大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心.匀速圆周运动仅是速度的方向变化而速度大小不变的运动,所以只存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力.
在变速圆周运动中,合外力不指向圆心,与速度方向不垂直,当速率增大时,物体受的合外力与瞬时速度之间的夹角是锐角,当速率减小时,物体受到的合外力与瞬时速度之间的夹角是钝角.合外力沿着半径方向的分量提供向心力.
三、向心力公式的理解和应用1.向心力公式的理解Fn=man=m =mω2r=m（2π/T）2r=m（2πn)2r=mωv可以看出公式的意义就是向心力方向上的牛顿第二定律.向心力公式具有瞬时性,不仅适用于匀速圆周运动,也适用于一般圆周运动.
2.向心力公式的应用用向心力公式解题的思路与用牛顿第二定律解题的思路相似:（1）明确研究对象,受力分析,画出受力示意图;（2）分析运动情况,确定运动的平面、圆心和半径，明确向心加速度的方向和大小；
（3）在向心加速度方向上，求出合力的表达式，根据向心力公式列方程求解.特别提醒向心力是根据力的作用效果命名的,不是某种特殊性质的力,对做圆周运动的物体受力分析时,不可另外添加“向心力”.
A.A受重力、支持力，两者的合力提供向心力B.A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力，摩擦力充当向心力C.A受重力、支持力、向心力、摩擦力D.以上均不正确【解析】A物体随水平转台做匀速圆周运动时，受到重力G和平台对它的支持力FN，是一对平衡力.故不能成为维持物体做匀速圆周运动所需要的向
心力.那么是什么力提供向心力呢？由于A物体仅与平台接触，除了受重力G和支持力FN外，只可能受到平台对它的静摩擦力的作用.根据静摩擦力的特点，该静摩擦力的方向应与A相对于平台运动趋势方向相反，但这个相对运动趋势方向不易判断，我们可以由牛顿第二定律及匀速圆周运动的特点来分析.因物体A的加速度必定指向圆心，故产生加速度的静摩擦力Ff
必定指向圆心，所以B正确.C选项的错误在于多加了一个向心力，应当明确这里的向心力就是静摩擦力.【答案】B【点评】做圆周运动的物体需要向心力,匀速圆周运动所需的向心力来源于合外力,非匀速圆周运动所需的向心力来源于沿半径方向的合力.
1.如图5-6-2所示, 一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需向心力是（ ）
A.绳的拉力B.重力和绳拉力的合力C.重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
解析：选CD.如图5-6-2所示,对小球进行受力分析,它受重力和绳的拉力,向心力是指向圆心方向的合外力,因此,它可以是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向分力的合力,故选C、D.
（2009年高考广东卷）如图5-6-3所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半.内壁上有一
质量为m的小物块.求：（1）当筒不转动时，物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小；（2）当物块在A点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度.
【解析】 (1)物块静止时，分析受力如图5-6-4所示，由平衡条件有Ff=mgsinθFN=mgcsθ再由图中几何关系有
mgtanθ=mω2r.其中tanθ=H/R,r=R/2,可得ω= .【答案】(1) (2)【点评】处理圆周运动的动力学问题时，在明确研究对象以后，首先要注意两个问题：
（1）确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置，以便确定向心力的方向.例如本题小物块在水平面上做匀速圆周运动，小球做圆周运动的圆心就在同一水平面上.（2）向心力是根据力的效果命名的，在分析做圆周运动的质点受力的情况时，切不可在物体的相互作用力（重力、弹力、摩擦力等）以外再添加一个向心力.
2. 如图5-6-6所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小物块A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁.在不同的水平面上做匀速圆周运动，则以下叙述正确的是（ ）
A.物块A的线速度小于物块B的线速度B.物块A的角速度大于物块B的角速度C.物块A对漏斗内壁的压力大于物块B对漏斗内壁的压力D.物块A的周期大于物块B的周期
解析：选D.小物块A和B分别紧贴漏斗的内壁，分别受到相同的重力和支持力，其合力F向=mgtanθ相同，由F向=m =mω2r=m(2π/T)2r且rB