高中物理人教版 (2019)必修 第二册向心力教学课件ppt

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你是否可以想一种方法用较轻的乒乓球提起较重的矿泉水呢？
观看视频，思考什么原因使质量很轻的乒乓球提起较重的装水的瓶子呢？
请你用手让被轻绳一端栓的小球,在光滑水平面做匀速圆周运动，你的手会有什么感觉？分析小球的受力情况？小球所受合外力方向有何特点？
(1)小球的受力：重力、支持力和绳的拉力
(2)小球的合力方向：绳子对球有指向圆心的力
1.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。
①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）
②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小
③向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。
受力分析时, 不能多出一个向心力。
F向=F合＝mg tanθ
⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。
⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。
方案一：用向心力演示器探究向心力的大小
匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂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下降，从而露出标尺。根据标尺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。
ω r一定，ma=2mb
m ω一定，ra=2rb
m r一定，2ωa=ωb
6.向心力大小计算公式：
方案二：用圆锥探究向心力的大小
方案三：用传感器探究向心力的大小
(一)做变速圆周运动的物体所具有的加速度
at ——切向加速度，它改变速度的大小。an ——向心加速度，它改变速度的方向。
(二)做变速圆周运动的物体所受的力
结论：同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速圆周运动切向加速度为零。
Ft ——切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小。Fn ——向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向。
当物体做圆周运动的线速度逐渐减小时，物体所受合力的方向与速度方向的夹角是大于90°还是小于90°呢？
Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小；Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。
处理方法： 把一般曲线分割为许多很短的小段，每一段都可以看作圆周的一部分.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进行处理了.
1．下列关于向心力的说法中错误的是（　　）A．向心力是使物体做圆周运动的原因B．向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力D．向心力不但可以改变物体运动的方向，也可以改变物体运动的快慢
2．如图所示，可视为质点的物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则物体A所受的力有（　　）A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力
3．做圆周运动的两个物体M和N，它们所受的向心力F与轨道半径间的关系如图所示，其中N的图线为双曲线的一支，则由图像可知（　　）A．物体M、N的线速度大小均不变B．物体M、N的角速度均不变C．物体M的角速度不变，N的线速度大小不变D．物体N的角速度不变，M的线速度大小不变
4．如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球。在O点的正下方与O点相距2L/3的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A。把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，在细绳碰到钉子后的瞬间（细绳没有断），下列说法中正确的是（　　）A．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B．小球的线速度突然增大到原来的3倍C．小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D．小球的向心力突然增大到原来的1.5倍
5．如图所示，用长为L的细线拴住一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，关于小球的受力情况，下列说法正确的是（　　）A．小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力B．向心力由细线对小球的拉力提供C．向心力的大小等于细线对小球拉力的水平分力D．向心力的大小等于
6．如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法正确的是（　　）A．A球的线速度必定小于B球的线速度B．A球的角速度必定小于B球的角速度C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力
7．在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验中下列说法正确的是（　　）A．本实验采用的实验方法是放大法B．在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持ω和r相同C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
8．如图所示的向心力演示器在探究钢球做圆周运动所需向心力大小的影响因素，当两钢球质量、运动半径均相同，标尺上露出的格数比为1∶9时，不计钢球与槽的摩擦，则（　　）A．两钢球绕各自转轴转动的角速度之比为1∶3B．两钢球绕各自转轴转动的角速度之比为3∶1C．与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为3∶1D．与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为1∶3