教科版 (2019)必修 第二册匀速圆周运动的向心力和向心加速度教学ppt课件

这是一份教科版 (2019)必修 第二册匀速圆周运动的向心力和向心加速度教学ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了导入与目标，第一部分，新课导入，素养目标，新课讲解，第二部分，方向指向圆心，课堂练习，第三部分，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
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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？
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？
1. 体验向心力的存在，会分析向心力的来源。2. 掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。3. 知道匀速圆周运动具有指向圆心的加速度——向心加速度。4. 理解向心加速度的表达式，并会用来进行简单的计算。
学生活动1：移动乒乓球
小游戏：选用倒置的玻璃杯搬运乒乓球，两个杯子自由选择 要求：使杯口始终朝下，手不能接触乒乓球，不能用其他器材
转得快，乒乓球在杯内做圆周转动转得慢，乒乓球掉了下来
无论转动快慢乒乓球都会掉下来
问题1：杯子侧壁的弹力是怎样产生的？
小球挤压侧壁使侧壁发生形变产生的力。挤压侧壁，说明圆周运动的小球有远离圆心的运动趋势。
问题2：杯子侧壁的弹力方向如何？
弹力方向与接触面垂直，也就是与侧壁的切面垂直，即弹力方向总是沿半径方向指向圆心。
归纳：小球在运动的每一瞬间，都有沿切线远离圆心的趋势，正是该弹力把小球拉到圆周上，使小球做圆周运动.
小球在近似光滑的直筒杯底部做圆周运动，试对小球进行受力分析.
对乒乓球在倒置的光滑玻璃杯中的圆周运动进行受力分析。
合力不指向圆心，也没有指向圆心的分力，所以无法完成圆周运动，会掉下来。
学生活动2：感受向心力
取一根细绳，一端系一小物体，如橡皮或软木塞，在光滑桌面上抡动细绳，使小物体做圆周运动。
小球受到哪几个力作用？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？
FN与G平衡，所以小球所受的合力为细线的拉力F，剪断细线，小球将不再做圆周运动，可知拉力即为使小球做圆周运动的力，其方向指向圆心。
小球受到重力，桌面支持力和细线的拉力作用
G和FN的合力或FN的水平分力
（1）都做圆周运动（2）都受到一个始终指向圆心的力
做圆周运动的物体要受到一个始终指向圆心的等效力的作用，这个力叫向心力.显然为效果力.
3.效果：向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小如果物体做匀速圆周运动，合力提供向心力；如果物体做非匀速圆周运动( 线速度大小会改变)，合力的一部分提供向心力。
1.定义：做匀速圆周运动的物体一定受到指向圆心的合外力的作用，这个力称为向心力
4.向心力的来源：向心力可能是弹力、重力或摩擦力，也可能是某几个力的合力。例如，月球绕地球近似做匀速圆周运动需要的向心力由地球对月球的引力提供：随水平圆台一起匀速转动的人或物体需要的向心力由圆台对人或物体的静摩擦力提供(如图所示)。
向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时, 不能多出一个向心力。
探究做圆周运动的物体所需要的向心力 F 与其质量 m、转动半径 r 和转动角速度 ω 之间的关系。
向心力演示器、小球等。
2.实验操作及数据分析(1)在角速度、轨道半径不变的条件下，探究向心力与质量的关系：
实验结论：在ω、r不变的条件下，Fn ∝ ___。
(2)在角速度、质量不变的条件下，探究向心力与轨道半径的关系：
实验结论：在ω、m不变的条件下，Fn ∝ ___。
(3)在质量、轨道半径不变的条件下，探究向心力与角速度的关系：
实验结论：在m、r不变的条件下，Fn ∝ _____。
精确的实验表明：向心力的大小与质量、轨道半径和角速度平方成正比。
（1）向心加速度方向如何？
（3）怎样推导向心加速度的公式？
（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？
向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量.
向心加速度由向心力产生，根据牛顿运动定律知道，这个加速度的方向与向心力的方向相同.
根据加速度的定义式 可知，只要有速度的变化就一定会有加速度。
1.定义：做圆周运动的物体受到向心力的作用，存在一个由向心力产生的加速度，这个加速度称为向心加速度。2.方向：方向与向心力的方向一致，始终指向圆心。
①方向必定指向圆心，是变量
②只改变速度的方向，不改变速度的大小
③公式也适用于非匀速圆周运动
3.物理意义：描述速度方向变化的快慢.
4.说明：匀速圆周运动加速度的大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动.
做变速圆周运动的物体，加速度并不指向圆心，该加速度有两个分量：一是向心加速度；二是切向加速度，切向加速度改变速度的大小。因此一般情况下，物体做圆周运动的加速度方向不一定指向圆心。
思考讨论：变速圆周运动的加速度和向心加速度有什么关系？
AB通过链条连接，属于传动装置，同一传动装置各轮边缘上线速度相等。所以适用“向心加速度与半径成反比”
BC同在一根轴上，属于同轴转动装置，同轴转动轮上各点的角速度相等。所以适用“向心加速度与半径成正比。