人教版 (2019)必修 第二册2 向心力说课ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册2 向心力说课ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了新课导入，向心力，小球受力分析，与速度v垂直，向心力及其特点，向心力的大小，F向F合Ff，F合＝mgtanθ，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
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？
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？
忽略小球运动时受到的阻力，在桌面上做匀速圆周运 动的小球所受的合力为细线的拉力，拉力即为使小球做圆周 运动的力，根据拉力的特点可以知道拉力的方向指向圆心。
FN与G相抵消，所以合力为F
绳子对球有指向圆心的力F
结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，
做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。
那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？
大量实例都表明：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指 向圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力
应该强调的是，向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。它是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。例如，地球绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动，太阳对地球的引力提供向心力 ；
应该强调的是，向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。它是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。
在本节的“问题”所说的空中飞椅项目中，飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力 G的合力提供的
定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力，符号Fn。
②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小（对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小不发生改变，因此，所受合力只改变速度的方向。）
①大小不变，方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直），是变力
感受向心力如图 6.2-3 所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），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。此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。
（1）保持沙袋转动的速度和绳的长度不变，改变沙袋的质量，感受向心力的变化。
（3）保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。
（2）保持绳的长度和沙袋的质量不变，改变沙袋转动的速度，感受向心力的变化。
通过上面的实验，可以知道 ：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。
探究向心力大小的表达式向心力演示器如图6.2-4所示。
探究向心力大小的表达式向心力演示器如图6.2-4所示。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。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7下降，从而露出标尺8。根据标尺8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。请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。
实验探究：影响向心力大小的相关因素。
1、用质量比为2:1的钢球和铝球，使他们的运动半径R和角速度ω均相同，观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正比。
2、当m、ω相同时，半径比为2:1，向心力的比值也为2:1，因此F与半径R成正比。
3、当m、R相同时，角速度比值为2:1，向心力的比值为4:1，因此F与角速度的平方成正比。
物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
静摩擦力方向的判别：为什么指向圆心呢？ 原因：随圆盘转动的物体具有相对于圆心被甩出去的趋势，而静摩擦力方向与相对运动趋势相反，所以静摩擦力的方向是时时刻刻指向圆心的。
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
竖直方向:FN csθ＝mg水平方向:F合=mω2r
竖直方向：FN csθ＝mg水平方向：F合=mω2 R sinθ
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
重力和支持力的合力提供向心力F合＝mg tanθ
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
图6.2-5表示做圆周运动的沙袋正在加速转动的情况。O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳对沙袋的拉力。根据F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。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，提供沙袋做圆周运动所需的向心力，改变沙袋速度的方向。
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。尽管这时曲线各个位置的弯曲程度不样，但在研究时，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（图6.2-6）。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了。
2、向心力的作用效果：
4、变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力