人教版 (2019)必修 第二册2 向心力备课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册2 向心力备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了某个力，向心力，控制变量，轨道半径，mω2r，图62-10，ω一定，答案C，图62-25，答案B等内容，欢迎下载使用。
一、向心力1．填一填(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向_____。这个指向_____的力就叫作向心力。(2)作用效果：对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度______不发生改变，因此，所受合力只改变速度的______。(3)来源：向心力是根据力的作用效果命名的，向心力是由_______或者几个力的______提供的。
2．判断(1)对于做匀速圆周运动的物体，其所受的向心力既可以改变物体速度的大小，也可以改变物体速度的方向。( )(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。( )(3)向心力的方向总是指向圆心，是恒力。( )
3．选一选如图6.2-1所示， 一架飞机在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则下列关于飞机受力的说法正确的是(　　)A．飞机受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B．飞机受重力和空气对它的作用力C．飞机受重力和向心力的作用D．飞机受空气对它的作用力和向心力的作用图6.2-1
解析：飞机在空中做匀速圆周运动，受重力和空气对它的作用力，两个力的合力充当它做匀速圆周运动的向心力。向心力是根据力的作用效果命名的，不是物体实际受到的力，在分析物体的受力时，不能将其作为物体受到的力。故B正确。答案：B　
二、向心力的大小1．填一填(1)感受向心力的大小：如图6.2-2所示，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。换 图6.2-2不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的_____和绳的____，感受向心力的变化。(2)探究向心力的大小：①器材：_________演示器。②探究方法：___________法。③探究目的：探究向心力大小与物体的_____、_____和__________的关系。
2．判断(1)线速度越大，向心力一定越大。( )(2)角速度越大，向心力一定越大。( )(3)半径越大，向心力一定越小。( )(4)当角速度一定时，半径越大，质量越大，向心力越大。( )
3．选一选用如图6.2-3所示的装置做探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关的实验。本实验采用的科学方法是(　　) 图6.2-3A．控制变量法　　　B．累积法C．微元法 D．放大法 解析：本实验要探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径多个量的关系，故采用控制变量法，故A正确。答案：A　
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1．填一填(1)变速圆周运动的受力特点做变速圆周运动的物体所受的合力一般不指向_____，根据 合力F产生的效果，可以把合力F分解为两个相互垂直的分力，如图6.2-4所示：①跟圆周____的分力Ft，此分力只改变物体速度的_____； 图6.2-4②指向____的分力Fn，此分力提供物体做圆周运动所需的________，只改变物体速度的______。
(2)一般曲线运动的处理方法把一般曲线分割成许多_____的小段，质点在每小段的运动都可以看作______运动的一部分，如图6.2-5所示。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用_____图6.2-5运动的分析方法来处理了。
2．判断(1)做变速圆周运动的物体的向心力不指向圆心。( )(2)做变速圆周运动的物体的合外力的切线方向的分力只改变速度的大小。( )(3)做变速圆周运动的物体的合外力指向圆心的分力提供向心力。( )(4)一般曲线运动不能用圆周运动的分析方法。( )
3．选一选在水平冰面上，狗拉着雪橇做变速圆周运动，O点为圆心，图6.2-6中能正确的表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的是(　　)图6.2-6解析：雪橇所受的摩擦力方向一定与运动方向相反，沿圆周的切线方向；牵引力F有沿半径指向圆心的分力提供向心力，沿切向的分力与Ff的合力改变雪橇速度的大小，故C正确。答案：C　
主题探究(一)　　对向心力的理解[问题驱动](1)如图6.2-7甲所示，小球在细绳的牵引下在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其向心力来源是什么？
(2)如图6.2-7乙所示，物块在水平圆盘上随圆盘做匀速圆周运动。请思考：物块受哪些力的作用？其向心力来源是什么？(3)如图6.2-7丙所示，小球在细绳的牵引下在空中做匀速圆周运动。请思考：小球受哪些力的作用？其向心力来源是什么？提示：(1)图6.2-7甲中小球受到重力、桌面的支持力和细绳的拉力作用，其向心力由三个力的合力提供，也可以说成由细绳的拉力提供。(2)图6.2-7乙中物块受到重力、圆盘的支持力和静摩擦力作用，其向心力由三个力的合力提供，也可以说成由静摩擦力提供。(3)图6.2-7丙中小球受到重力、细绳的拉力作用，其向心力由两个力的合力提供，也可以说成由细绳拉力的水平分力提供。　　　　
【重难释解】1．向心力的方向做匀速圆周运动的物体受到的向心力的方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。2．向心力的作用效果由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变物体线速度的大小，只改变物体线速度的方向。3．向心力的来源做匀速圆周运动的物体，向心力等于物体所受的合力，常等效为三种情况：合力充当向心力；某一个力充当向心力；某个力的分力充当向心力。
4．向心力的大小对于做匀速圆周运动的物体，其所受向心力的大小始终不变，但对于做非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动)的物体，其所受向心力的大小随速率v的变化而变化，公式表述的只是瞬时值。
典例1　(多选)下列关于向心力的叙述中，正确的是(　　)A．向心力的方向始终指向圆心，因此向心力是一个变力B．做匀速圆周运动的物体，除受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D．向心力既改变物体速度的方向，也改变物体速度的大小
[解析]　向心力时刻指向圆心，其方向时刻改变，因此向心力是一个变力，故A正确；向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是物体受到的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析向心力，故B错误，C正确；向心力与线速度方向垂直，因此向心力只改变线速度方向，不改变线速度大小，故D错误。[答案]　AC
(1)“匀速圆周运动”中“匀速”的含义仅指线速度大小不变，而线速度的方向时刻变化，因此做匀速圆周运动的物体处于非平衡状态。(2)向心力的方向时刻指向圆心，方向时刻在变，因此是个变力。
【素养训练】1．下列关于向心力的说法中正确的是(　　)A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用B．向心力和重力、弹力一样，是性质力C．做匀速圆周运动的物体的向心力即为其所受的合力D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
解析：向心力是一个效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力，或是某个力的分力，故A、B错误；做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，完全提供向心力，非匀速圆周运动中是物体所受合外力指向圆心的分力提供向心力，故C正确，D错误。答案：C　
2． 一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一个小物体随圆盘一起运动。对小物体进行受力分析，下列说法正确的是(　　)A．只受重力和支持力B．只受重力、支持力、摩擦力C．只受重力、支持力、向心力 图6.2-8D．只受重力、支持力、摩擦力、向心力
解析： 小物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对小物体进行受力分析，其受重力、支持力和静摩擦力，如图所示；重力和支持力平衡，静摩擦力提供向心力，故B正确。答案：B
3．如图6.2-9所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。此时小球所受到的力有 (　　)A．重力、支持力 图6.2-9B．重力、支持力、向心力C．重力、向心力D．重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力解析：小球受到重力和支持力，因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故A正确，B、C、D错误。答案：A　
主题探究(二)　　探究向心力大小的表达式【重难释解】1．实验仪器
2．实验原理及探究方法(1)实验原理匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。挡板对小球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。小球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
(2)探究方法——控制变量法
3．实验步骤(1)把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上，使它们的转动半径相同。调整变速塔轮上的皮带，使两个小球的角速度不同。探究向心力的大小与角速度的关系。(2)保持两个小球质量不变，增大长槽上小球的转动半径。调整变速塔轮上的皮带，使两个小球的角速度相同。探究向心力的大小与轨道半径的关系。(3)换成质量不同的小球，使两小球的转动半径相同。调整变速塔轮上的皮带，使两个小球的角速度也相同。探究向心力的大小与质量的关系。(4)重复几次以上实验。
4．数据处理(1)m、r一定
(3)r、ω一定(4)分别作出F向-ω2、F向-r、F向-m的图像。
5．实验结论(1)在质量和轨道半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。(2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与轨道半径成正比。(3)在轨道半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。
典例2　用如图6.2-11所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。图6.2-11(1)图示情景正在探究的是________。A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度的关系D．向心力的大小与物体质量的关系
(2)通过本实验可以得到的结果是________。A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比[解析]　(1)控制半径、角速度不变，只改变质量，来研究向心力的大小与质量之间的关系，故D正确。(2)通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故C正确。[答案]　(1)D　(2)C
【素养训练】4．如图6.2-12所示，图6.2-12甲为“用向心力演示器探究向心力公式”的实验示意图，图6.2-12乙为俯视图。图中A、B槽分别与C、D轮同轴固定，且C、D轮半径相同。C、D两轮在皮带的带动下匀速转动。 图6.2-12(1)两槽转动的角速度ωA__________ωB。(填“>”“＝”或“