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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力课文课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力课文课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了匀速圆周运动，图5－6－1，细线拉力，向心力，两种圆周运动的比较，答案C，图5－6－3，图5－6－4，图5－6－5，图5－6－6等内容，欢迎下载使用。
2．实验验证 (1)装置：细线下面悬挂一个钢球,用手带动钢球使它在某个水平面内做 ,组成一个圆锥摆,如图5－6－1所示.
1．对向心力的理解 (1)向心力的作用效果是只改变速度方向不改变速度大小.它不是具有特定性质的某种力,任何性质的力都可以作为向心力.受力分析时不分析向心力. (2)向心力的方向指向圆心,与线速度方向垂直,方向时刻在改变,故向心力为变力.
2．向心力的来源 在匀速圆周运动中合外力一定是向心力；非匀速圆周运动中,沿半径方向的合外力提供向心力.在圆周运动中,充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是各力的合力或某力的分力.对各种情况下向心力的来源应明确.
1．关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力,下列说法正确的是 ( )A．向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心,且与线速度垂直,所以它不能改变线速度的大小C．向心力是物体所受的合力D．向心力和向心加速度的方向都是不变的
解析：做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合力,由于指向圆心,且与线速度垂直,故不能改变线速度的大小,只能改变线速度的方向；向心力虽大小不变,但方向时刻改变,不是恒力,由此产生的向心加速度也是变化的.所以A、D错误,B、C正确.答案：BC
1．变速圆周运动 线速度大小发生变化的圆周运动,做变速圆周运动的物体同时具有 加速度和 加速度. 2．一般的曲线运动 (1)定义：运动轨迹既不是 也不是 的曲线运动. (2)研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看做 运动的一部分.
[特别提醒] (1)匀速圆周运动的线速度大小不变,且只有向心加速度. (2)变速圆周运动中,合外力沿半径方向的分力提供向心力,产生向心加速度,只改变速度方向,不改变其大小,合力沿切线方向的分力产生切向加速度,只改变线速度大小,而不改变线速度的方向.
2．一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图5－6－2甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图乙所示.在其轨迹最高点P处的曲率半径是 ( )
1.基本思路 做匀速圆周运动的物体一定需要向心力,该向心力由物体所受外力的合力提供,这是处理该类问题的理论基础. 2．解题步骤 (1)明确研究对象,对研究对象进行受力分析,画出受力示意图.
3．几种常见的匀速圆周运动的实例
3.在温哥华冬奥会上,我国选 手申雪、赵宏博在双 人花样滑冰运 动中获得金牌,图5－6－3为赵宏博 拉着申 雪在空中做圆锥摆运动的 精彩场面.已知申雪的体重为G, 做圆锥摆运动时和水 平冰面的夹角为30°,重力加速度 为g,求申雪做圆周 运动的向心加速度和受到的拉力.
[例1] 一圆台可绕通过圆台中心O且垂直于台面的竖直轴转动.在圆台上放置一小木块A,它随圆台一起做匀速圆周运动,如图5－6－4所示,则关于木块A的受力,下列说法中正确的是 ( )
A．木块A受重力、支持力和向心力作用 B．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向与木块运动方向相同 D．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向指向圆心
[思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析：
[解析] 物体A在水平圆盘上,受竖直向下的重力,竖直向上的支持力,且两力是一对平衡力.由于A随圆盘一起做匀速圆周运动,故其必须有向心力作用,所以A必定受到静摩擦力作用,静摩擦力一定指向圆心且等于向心力；故D对,B、C错.向心力不是物体受到的力,是木块A受重力、支持力和静摩擦力的合力,故A错. [答案] D
[借题发挥] 静摩擦力的方向,可能与物体运动方向相同,可能相反,也可能不在同一条直线上.本题木块受到的静摩擦力方向与物体运动方向垂直.
1.如图5－6－5所示,一小球用轻绳悬挂于 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, 运动中小球所需的向心力是 ( ) A．绳的拉力 B．重力和绳的拉力的合力 C．重力和绳的拉力的合力沿绳方向的分力 D．绳的拉力和重力沿绳方向的分力的合力
解析：小球受重力和绳子的拉力作用,向心力是指向圆心方向的合力.因此,可以说向心力是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以说向心力是各力沿绳方向的分力的合力,C、D正确.答案：CD
[例2] 质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点,当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时,如图5－6－6所示,求杆的OA段及AB段对球的拉力之比. [思路点拨] OA杆的拉力大小等于两球向心力的加和,AB杆的拉力大小等于B球的向心力.
2.如图5－6－7所示,有一质量为m的小球 在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动,轨 道平面在水平面内.已知小球与半球形碗 的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ,半 球形碗的半径为R,求小球做圆周运动的速度及碗壁对小 球的弹力.
2．实验验证 (1)装置：细线下面悬挂一个钢球,用手带动钢球使它在某个水平面内做 ,组成一个圆锥摆,如图5－6－1所示.
1．对向心力的理解 (1)向心力的作用效果是只改变速度方向不改变速度大小.它不是具有特定性质的某种力,任何性质的力都可以作为向心力.受力分析时不分析向心力. (2)向心力的方向指向圆心,与线速度方向垂直,方向时刻在改变,故向心力为变力.
2．向心力的来源 在匀速圆周运动中合外力一定是向心力；非匀速圆周运动中,沿半径方向的合外力提供向心力.在圆周运动中,充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是各力的合力或某力的分力.对各种情况下向心力的来源应明确.
1．关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力,下列说法正确的是 ( )A．向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心,且与线速度垂直,所以它不能改变线速度的大小C．向心力是物体所受的合力D．向心力和向心加速度的方向都是不变的
解析：做匀速圆周运动的物体所受的向心力是物体所受的合力,由于指向圆心,且与线速度垂直,故不能改变线速度的大小,只能改变线速度的方向；向心力虽大小不变,但方向时刻改变,不是恒力,由此产生的向心加速度也是变化的.所以A、D错误,B、C正确.答案：BC
1．变速圆周运动 线速度大小发生变化的圆周运动,做变速圆周运动的物体同时具有 加速度和 加速度. 2．一般的曲线运动 (1)定义：运动轨迹既不是 也不是 的曲线运动. (2)研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看做 运动的一部分.
[特别提醒] (1)匀速圆周运动的线速度大小不变,且只有向心加速度. (2)变速圆周运动中,合外力沿半径方向的分力提供向心力,产生向心加速度,只改变速度方向,不改变其大小,合力沿切线方向的分力产生切向加速度,只改变线速度大小,而不改变线速度的方向.
2．一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替.如图5－6－2甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径.现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出,如图乙所示.在其轨迹最高点P处的曲率半径是 ( )
1.基本思路 做匀速圆周运动的物体一定需要向心力,该向心力由物体所受外力的合力提供,这是处理该类问题的理论基础. 2．解题步骤 (1)明确研究对象,对研究对象进行受力分析,画出受力示意图.
3．几种常见的匀速圆周运动的实例
3.在温哥华冬奥会上,我国选 手申雪、赵宏博在双 人花样滑冰运 动中获得金牌,图5－6－3为赵宏博 拉着申 雪在空中做圆锥摆运动的 精彩场面.已知申雪的体重为G, 做圆锥摆运动时和水 平冰面的夹角为30°,重力加速度 为g,求申雪做圆周 运动的向心加速度和受到的拉力.
[例1] 一圆台可绕通过圆台中心O且垂直于台面的竖直轴转动.在圆台上放置一小木块A,它随圆台一起做匀速圆周运动,如图5－6－4所示,则关于木块A的受力,下列说法中正确的是 ( )
A．木块A受重力、支持力和向心力作用 B．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向与木块运动方向相同 D．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用,静摩擦力的方向指向圆心
[思路点拨] 解答本题时可按以下思路分析：
[解析] 物体A在水平圆盘上,受竖直向下的重力,竖直向上的支持力,且两力是一对平衡力.由于A随圆盘一起做匀速圆周运动,故其必须有向心力作用,所以A必定受到静摩擦力作用,静摩擦力一定指向圆心且等于向心力；故D对,B、C错.向心力不是物体受到的力,是木块A受重力、支持力和静摩擦力的合力,故A错. [答案] D
[借题发挥] 静摩擦力的方向,可能与物体运动方向相同,可能相反,也可能不在同一条直线上.本题木块受到的静摩擦力方向与物体运动方向垂直.
1.如图5－6－5所示,一小球用轻绳悬挂于 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, 运动中小球所需的向心力是 ( ) A．绳的拉力 B．重力和绳的拉力的合力 C．重力和绳的拉力的合力沿绳方向的分力 D．绳的拉力和重力沿绳方向的分力的合力
解析：小球受重力和绳子的拉力作用,向心力是指向圆心方向的合力.因此,可以说向心力是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以说向心力是各力沿绳方向的分力的合力,C、D正确.答案：CD
[例2] 质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点,当杆在光滑的水平面上绕O点匀速转动时,如图5－6－6所示,求杆的OA段及AB段对球的拉力之比. [思路点拨] OA杆的拉力大小等于两球向心力的加和,AB杆的拉力大小等于B球的向心力.
2.如图5－6－7所示,有一质量为m的小球 在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动,轨 道平面在水平面内.已知小球与半球形碗 的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ,半 球形碗的半径为R,求小球做圆周运动的速度及碗壁对小 球的弹力.
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