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(共21張PPT)
6.2 向 心 力
1.理解向心力的概念及其表達(dá)式的確切含義。
2.感受影響向心力大小的因素，通過實(shí)驗(yàn)探究它們之間的關(guān)系。
3.掌握向心力的表達(dá)式，能夠計(jì)算簡單情境中的向心力。
4.知道變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的分析方法。
問題：空中飛椅深受年輕人的喜愛。飛椅與人一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，受到哪些力？所受合力的方向有什么特點(diǎn)？
做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷變化，說明物體一定受到了力的作用。那么這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)呢？
思考與討論:一個(gè)小球在細(xì)線的牽引下，繞光滑桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，將細(xì)線剪斷，觀察小球的運(yùn)動(dòng)。你認(rèn)為使小球做圓周運(yùn)動(dòng)的力指向何方？
O
小球受力分析：
G
FN
F
小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、繩子的拉力的作用，繩子的拉力即為使小球做圓周運(yùn)動(dòng)的力，繩子的拉力的方向指向圓心。
2.方向：總是沿著半徑指向圓心。方向時(shí)刻改變,因此向心力是變力。
3.作用：只改變速度方向，不改變速度大小。
物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件：合力大小不變，方向始終指向圓心。
1.定義： 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。
知識(shí)點(diǎn)一：向心力
思考：空中飛椅游戲中飛椅與人的向心力來源？
θ
θ
mg
FN
F合
空中飛椅游戲中飛椅與人的向心力是合力
G
Ff
FN
ω
思考：物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊向心力的來源
物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力提供向心力，即桶對(duì)物塊的支持力。
地球?qū)υ虑虻囊κ沟厍蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)
思考：月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心力來源？
v
F
4.向心力的來源：向心力可以是重力、彈力、摩擦 力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。
5.關(guān)于向心力的幾點(diǎn)說明
（1）向心力是根據(jù)作用效果命名的，并不是一種新的性質(zhì)的力。
（2）向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。受力分析時(shí)絕對(duì)不能出現(xiàn)向心力。
猜想：向心力大小可能與 _______________________________ 有關(guān)
物體質(zhì)量、
軌道半徑、
運(yùn)動(dòng)快慢
探究向心力大小的表達(dá)式
知識(shí)點(diǎn)二：向心力的大小
1、體驗(yàn)向心力的大小
2、演示實(shí)驗(yàn)：用向心力演示器演示
3、實(shí)驗(yàn)器材：向心力演示器
勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使塔輪、長槽和短槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球也就隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。擋板對(duì)小球的作用力提供了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。同時(shí)，小球擠壓擋板的力使擋板另一端壓縮測(cè)力套筒的彈簧，壓縮量可從標(biāo)尺上讀出，該讀數(shù)即顯示了向心力的大小。
4、結(jié)構(gòu)及原理
5.實(shí)驗(yàn)方法:
控制變量法
（1）F與m的關(guān)系
保持r、ω一定
（3）F與ω的關(guān)系
保持m、 r一定
（2）F與r的關(guān)系
保持ω 、m一定
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論: 物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。
向心力的大小可以表示為：Fn ＝ mω2r
由：v=ωr 得Fn＝m
如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？
1.當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。
O
Fn

F合
v
速度增大的圓周運(yùn)動(dòng)
O
Fn

v
F合
速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)
知識(shí)點(diǎn)三：變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
Fn 改變速度的方向 Ft 改變速度的大小
（1）當(dāng)合外力與速度夾銳角時(shí)，物體線速度增加
（2）當(dāng)合外力與速度夾鈍角時(shí)，物體線速度減小
3.物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件：
當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。
2.變速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：
（1）定義：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。
3.一般的曲線運(yùn)動(dòng)
r1
r2
（2）研究方法：把一般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。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。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。
1.用細(xì)線拴柱一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（ ）
A.在線速度一定情況下，線越長越易斷
B.在線速度一定情況下，線越短越易斷
C.在角速度一定情況下，線越長越易斷
D.在角速度一定情況下，線越短越易斷
BC
2．有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺(tái)形表演臺(tái)側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示，圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為 ，下列說法中正確的是（　　）
A．h越高，摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力將越大
B．h越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度將越大
C．h越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越小
D．h越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大
B
3．如圖所示，用長為L的細(xì)線拴住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，關(guān)于小球的受力情況，下列說法正確的是（　　）
A．小球受到重力、細(xì)線的拉力和向心力三個(gè)力
B．向心力由細(xì)線對(duì)小球的拉力提供
C．向心力的大小等于細(xì)線對(duì)小球拉力的水平分力
D．向心力的大小等于
C
mg
tanθ
3.如圖所示，一輛轎車正在水平路面上轉(zhuǎn)彎，下列說法正確的是(　　)
A．水平路面對(duì)轎車彈力的方向斜向上
B．轎車受到的靜摩擦力提供轉(zhuǎn)彎的向心力
C．轎車受到的向心力是重力、支持力和牽引力的合力
D．轎車所受的合力方向一定與運(yùn)動(dòng)路線的切線方向垂直
B
一、向心力
1.定義 2.方向 3.作用 4.來源
二、向心力的大小
向心力的大小可以表示為：Fn ＝ mω2r 由：v=ωr 得：Fn＝m
三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)
1、變速圓周運(yùn)動(dòng)
2、研究方法：采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來處理

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