高一物理向心力

1、高中物理新人教版必修系列課件5.7 向心力新課標要求新課標要求（一）知識與技能（一）知識與技能1、理解向心力的概念。2、知道向心力大小與哪些因素有關。理解公式的確切含義，并能用來進行計算。3、知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和向心加速度。（二）過程與方法（二）過程與方法通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小與哪些因素有關，并理解公式的含義。（三）情感、態(tài)度與價值觀（三）情感、態(tài)度與價值觀在實驗中，培養(yǎng)動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力。感受成功的快樂，體會實驗的意義，激發(fā)學習物理的興趣。教學重點教學重點明確向心力的意義、作用、公式及其變形。教學

2、難點教學難點如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現(xiàn)象。1、做勻速圓周運動的物體一定有加速度嗎？為什么？2、做勻速圓周運動的物體的加速度有什么特點？寫出向心加速度的公式。3、做圓周運動的物體一定受力嗎？思考：思考：做圓周運動的物體的受力有什么特點？受力的方向和大小如何確定？花樣滑冰水平光滑平面水平光滑平面小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動NGF1 1

3、、小球受哪些力的作用？、小球受哪些力的作用？2 2、這幾個力的合力是什么？沿什么方向？、這幾個力的合力是什么？沿什么方向？ 這個合力起什么作用？這個合力起什么作用？vFvFvFFv做勻速圓周運動的做勻速圓周運動的物體，合外力指向物體，合外力指向圓心，與速度圓心，與速度V V垂垂直直 2、方向：方向：總指向圓心，與速度垂直，方向不斷變化。3 3、效果：、效果：只改變速度方向，不改變速度大小。只改變速度方向，不改變速度大小。一、向心力1、定義：、定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個力叫做向心力。注意：注意：1、向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。2 2、向心力的

4、、向心力的來源來源：可以是重力、彈：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的以是幾個力的合力，合力，還可以是某個還可以是某個力的力的分力分力。GFfFNGTF總結(jié)分析向心力來源的思路 明確研究對象 確定圓周運動所在的平面，明確圓周運動的軌跡、半徑及圓心圓心位置 進行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力。向心力的大小與哪些物理量有關呢？ 探究向心力的大?。禾骄肯蛐牧Φ拇笮。? 1、提出問題：、提出問題：向心力的大小與哪些因素有關？向心力的大小與哪些因素有關？2 2、猜想假設：、猜想假設：FnFn與與m m、r r、有關有關3 3、設計實驗：、設計

5、實驗：4 4、進行實驗：、進行實驗：控制變量法控制變量法保持保持r r、m m一定一定FnFn與與的關系的關系保持保持m m、一定一定FnFn與與r r的關系的關系保持保持r r、一定一定FnFn與與m m的關系的關系5 5、得出結(jié)論：、得出結(jié)論：保持保持r r、m m一定一定Fn 2保持保持m m、一定一定Fn r保持保持r r、一定一定Fn m Fn km2r向心力演示器向心力演示器1 1、公式：、公式：F Fn n = mr = mr2 2二、向心力的大小= mv= mv2 2/r/r= mr(2/T)= mr(2/T)2 22、單位： m mkgkg r rm m rad/srad/s

6、 v vm/sm/s T Ts s FnN 勻速圓周運動的受力特點： 方向始終指向圓心，不斷改變 大小保持不變?nèi)?、變速圓周運動和一般曲線運動閱讀課本閱讀課本P53P54思考回答以下問題：思考回答以下問題：1、變速圓周運動的合外力也指向圓心嗎？、變速圓周運動的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運動的速度大小是怎么改變的？變速圓周運動的速度大小是怎么改變的？2、怎么分析研究一般的曲線運動？、怎么分析研究一般的曲線運動？1、做變速圓周運動的物體所受的力FFnFtF Ft t 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小. .F Fn n 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度

7、，改變速度的方向向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. . 加速加速2 2、處理一般曲線運動的方法：、處理一般曲線運動的方法： 把把一般一般曲線分割為許多極短的小段，每一段曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧都可以看作一小段圓弧. .這些圓弧的彎曲程度不一這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑樣，表明它們具有不同的曲率半徑. .注意到這點區(qū)注意到這點區(qū)別之后，在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，別之后，在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法進行處理了就可以采用圓周運動的分析方法進行處理了. .r1r2例例1 1：關于向心力說法中正確

8、的是（：關于向心力說法中正確的是（ ）A A、物體由于做圓周運動而產(chǎn)生的力叫向心力；、物體由于做圓周運動而產(chǎn)生的力叫向心力；B B、向心力不改變速度的大小；、向心力不改變速度的大?。籆 C、做勻速圓周運動的的物體所受向心力是不變的；、做勻速圓周運動的的物體所受向心力是不變的；D D、向心力、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以 外的一種新的力外的一種新的力B例例2 甲乙兩物體都做勻速圓周運動甲乙兩物體都做勻速圓周運動, ,其質(zhì)量之比其質(zhì)量之比為為12,12,轉(zhuǎn)動半徑之比為轉(zhuǎn)動半徑之比為12,12,在相同時間內(nèi)甲在相同時間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過轉(zhuǎn)過4 4周，乙轉(zhuǎn)過周，乙轉(zhuǎn)

9、過3 3周周. .則它們的向心力之比為則它們的向心力之比為（ ） A.14 B.23 C.49A.14 B.23 C.49D.916D.916C C把一個小球放在漏斗中，晃動漏斗，可以使小球把一個小球放在漏斗中，晃動漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面內(nèi)做勻速圓周運動，沿光滑的漏斗壁在某一平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖，小球的向心力是什么力提供的？如圖，小球的向心力是什么力提供的？例例3、解析：解析：小球受力分析如圖。小球受力分析如圖。G GF F可見，向心力是重力G和支持力F的合力提供的.也可以認為是支持力F在水平方向的分力提供的上題中，若小球轉(zhuǎn)動的角速度為上題中，若小球轉(zhuǎn)動的角速度為，如圖

10、傾角為如圖傾角為，試求小球做圓周運動的半徑。，試求小球做圓周運動的半徑。解析：解析：小球受力分析如圖。小球受力分析如圖。mgmgF F可知小球做圓周運動的向心力Fn為是重力G和支持力F的合力，有：Fn=mg tan = mr2解得：解得：r = g tan/2如圖，半徑為如圖，半徑為r r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使小橡皮，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？不落下，則圓筒的角速度至少多大？練習練習解析：解析：小橡皮受力分析如圖。小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時，

11、有： Ff=mg其中：Ff=FN而由向心力公式： FN=m2r解以上各式得：GFfFNrg知識小結(jié) 向心力向心力方向方向大小大小效果效果來源來源注意：注意：勻速圓周運動和非勻速圓周運動勻速圓周運動和非勻速圓周運動的區(qū)別和聯(lián)系。的區(qū)別和聯(lián)系。 方法總結(jié) 學會分析向心力的來源學會分析向心力的來源 學會利用向心力公式解決圓周運動問題學會利用向心力公式解決圓周運動問題 一般曲線運動的研究方法。一般曲線運動的研究方法。1 1、閱讀課本、閱讀課本P P5353的實驗和的實驗和P54的做一做，試設的做一做，試設計一個實驗計一個實驗,探索物體做勻速圓周運動時所需探索物體做勻速圓周運動時所需要的向心力與哪些因素有關要的向心力與哪些因素有關.思路思路:(1)設計一個可以方便地改變實驗變量的勻速圓周設計一個可以方便地改變實驗變量的勻速圓周運動運動,例如例如,與勻速圓周運動相關的物理量與勻速圓周運動相關的物理量(質(zhì)量、半徑、質(zhì)量、半徑、線速度等線速度等