物理必修 第二册2 向心力课文课件ppt

这是一份物理必修 第二册2 向心力课文课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了导学·掌握必备知识，共研·突破关键能力，精炼·落实学科素养，作用效果，角速度，角速度的平方，答案AD，答案C，转动半径，控制变量等内容，欢迎下载使用。
一、向心力 是变力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________的力叫作向心力．2．作用：改变速度的________．3．方向：始终沿着________指向________． 时刻在变4．向心力是根据力的________命名的，它是由______________________提供的． 不是物体实际受的力
某个力或者几个力的合力
二、探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系探究方案一　感受向心力1．实验原理如图所示，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匀速圆周运动，此时，沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的________．
2．实验步骤(1)在小沙袋的质量和角速度不变的条件下，改变小沙袋做圆周运动的半径进行实验，比较向心力与________的关系．(2)在小沙袋的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小沙袋的角速度进行实验，比较向心力与________的关系．(3)换用不同质量的小沙袋，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作，比较向心力与________的关系．3．实验结论：半径越________，角速度越________，质量越________，向心力越大．
探究方案二　用向心力演示器定量探究1．实验原理向心力演示器如图所示．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．皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．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．
2．实验步骤(1)皮带套在塔轮2和3半径相同的圆盘上，小球转动半径和转动角速度相同时，探究向心力与小球质量的关系．(2)皮带套在塔轮2和3半径相同的圆盘上，小球转动角速度和质量相同时，探究向心力与转动半径的关系．(3)皮带套在塔轮2和3半径不同的圆盘上，小球质量和转动半径相同时，探究向心力与角速度的关系．3．实验结论：在半径和角速度一定的情况下，向心力大小与质量成________．在质量和角速度一定的情况下，向心力大小与半径成________．在质量和半径一定的情况下，向心力大小与_____________成正比．
目标一　对向心力的理解【导思】如图所示，用细绳拉着质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动．(1)小球受哪些力作用？合力指向什么方向？(2)除以上力外，小球还受不受向心力？
提示：(1)小球受到重力、支持力和绳的拉力，合力等于绳的拉力，方向指向圆心．(2)小球不受向心力，向心力是按力的作用效果命名的，绳的拉力提供向心力．
【归纳】1．向心力的作用效果是改变速度方向，不改变速度大小．2．向心力不是作为具有某种性质的力来命名的，而是根据力的作用效果命名的，它可以由某个力或几个力的合力提供．3．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．4．当物体受到的合外力大小不变，方向始终与线速度方向垂直且指向圆心时，物体做匀速圆周运动．
【典例】例 1 (多选)下列关于向心力的说法正确的是(　　)A．做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力B．匀速圆周运动的向心力是恒力C．匀速圆周运动的向心力的大小一直在变化D．向心力只改变物体速度的方向 
解析：做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力，其方向不断变化，但大小不变．向心力总与速度方向垂直，故向心力的作用效果只改变速度的方向．选项A、D正确．
例 2 如图所示是游乐园转盘游戏，游客坐在匀速转动的水平转盘上，与转盘相对静止．关于他们的受力情况和运动趋势，下列说法中正确的是(　　)A．游客在匀速转动过程中处于平衡状态B．受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用C．游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心D．游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反
解析：游客做匀速圆周运动，合力指向圆心，处于非平衡状态，A错误；游客所受重力G与支持力FN二力平衡，所受合力等于摩擦力Ff，则摩擦力提供向心力，所以游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心，B错误，C正确；游客相对于转盘的运动趋势方向和其受到的静摩擦力方向相反，故应是背离圆心，D错误．
目标二　教材原型实验【典例】例 3 如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素．同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力．如图甲，在绳离杯心40 cm处打一结点A，80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，如图乙，其余同学记录实验数据．
操作一：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．操作二：手握绳结B，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．操作三：手握绳结A，使杯在水平面内每秒运动两周，体会向心力的大小．操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平面内每秒运动一周，体会向心力的大小．
(1)操作二与操作一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关．操作三与操作一相比较：质量、转动半径相同，向心力的大小与角速度大小有关．操作四与操作一相比较：________________相同，向心力大小与________有关．(2)物理学中此种实验方法叫________法．(3)小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上的说法不一样．”你认为该同学的说法是否正确，为什么？
说法不对．该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸杯．细绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力，方向指向圆心；细绳对手的拉力与向心力大小相等，方向相反，背离圆心．
解析：(1)根据向心力公式Fn＝mω2r，由牛顿第二定律有FT＝mω2r；操作二与操作一相比较，质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与操作一相比较，质量、转动半径相同，向心力的大小与角速度大小有关；操作四与操作一相比较，角速度、转动半径相同，向心力大小与质量有关．(2)物理学中此种实验方法叫控制变量法．(3)该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸杯．细绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力，指向圆心；细绳对手的拉力与向心力大小相等，方向相反，背离圆心．
例 4 某同学利用如图所示的向心力演示器，探究小球做匀速圆周运动向心力Fn的大小与小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系．匀速转动手柄1，可使变速塔轮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的挡板对小球的弹力提供．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．
实验过程如下．(1)把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半径相同，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与________的关系，将实验数据记录在表格中．(2)保持两个小球质量不变，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连的左、右两轮半径r左________r右(选填“>”“＝”或“