1、第六章 曲线运动 6.2 向心力 游乐场里有各种有趣的游戏项目。空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。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？问题？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？如图6.2-1小球在做匀速圆周运动时始终受到绳子的拉力作用月球之所以围绕地球做圆周运动，是因为受到指向地心的引力一、向心力 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。用Fn 表示问题？如题6.2-1中，这个拉力向心力有什么特点呢？（1）向心力方向时刻发生变化（始终
2、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 2.向心力的特点（3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以向心力是变力 一、向心力 那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗？一、向心力（5）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。（4）向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。一、向心力（6）特别注意：没有物体受到向心力这一说法1.(向心力的理解)(多选)下面关于向心力的叙述中，正确的是（）A.向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B.做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外
3、，还一定受到一个向心力的作用 C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D.向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小【针对训练1】BCD如图2所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力来提供()A.重力 B.弹力 C.静摩擦力 D.滑动摩擦力 图2答案 解析 解析 本题可用排除法.首先可排除A、D两项；若向心力由静摩擦力提供，则静摩擦力或其分力应指向圆心，这是不可能的，C错.故选B.【针对训练2】BFGFn飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn 由绳子斜向上的拉力F和所受重力G的合力
4、提供轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？FG小球重力和绳拉力的合力提供向心力!O 对小球进行受力分析：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球的受力分析如何？向心力的角色谁在承担？O G FN F 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。F向=F合=F 二、匀速圆周运动实例分析向心力的来源 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 F向=F合=Ff 由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff O G FN Ff 试分析物体向心力的来源?二、匀速圆周运动实例分析向心力的来源 G Ff FN 物块随着圆桶一
5、起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。讨论二、匀速圆周运动实例分析向心力的来源 圆锥摆 G F F合 r 试分析小球向心力的来源?O 由小球受到的绳子拉力F和重力G的合力提供，方向指向圆心 tanmgFF合向讨论二、匀速圆周运动实例分析向心力的来源 FFmgABA球向心力来源？B球受力特点？两球靠什么联系起来？绳对A、B的拉力绳的拉力平衡力作用二、匀速圆周运动实例分析向心力的来源 如图 6.2-3 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圆周运动。此时,沙袋所受的向心力近似等
6、于手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。感受向心力物体所受向心力大小与哪些因素有关系？用向心力演示器探究向心力大小的表达式请你用上面介绍的器材设计实验，研究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。精确的实验表明，向心力的大小可以表示或者Fn=2rvmFn=m2r由于T2rTmFn224二、向心力的大小 补充：FtFn OFFt与物体运动的速度同向，使得沙袋速度越来越大;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
7、？三、做变速圆周运动的物体所受的力 vFtFnOFFt与物体运动的速度方向相反，使得沙袋速度越来越小;Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度方向 v三、做变速圆周运动的物体所受的力 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般的曲线运动。把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，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对一般曲线运动进行处理了。四、处理一般圆周运动的方法 如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦
8、因数为，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：Ff=mg 其中：Ff=FN 而由向心力公式：FN=m 2r 解以上各式得：G Ff FN rg【针对训练3】质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成 角，则以下正确的是()A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球只受重力、拉力的作用 C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtang D.摆球做匀速圆周运动的周期 B C D G F gLTcos2【针对训练4】A、B两个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量为m，B的质量为2m，A离轴为R
9、/2，B离轴为R，则当圆台旋转时：(设A、B都没有滑动，如下图所示)()A.B的向心加速度是A的向心加速度的两倍 B.B的静摩擦力是A的静摩擦力的两倍 C.当圆台转速增加时，A比B先滑动 D.当圆台转速增加时，B比A先滑动 A B BA ABrr2mg N fA A B f f 4=AD【针对训练5】(向心力的来源分析)如图9所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动做匀速圆周运动，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 B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C.木块A受重力、
10、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 图9C【针对训练6】(圆周运动的向心力及有关计算)长为L的细线，拴一质量为m的小球，细线上端固定，让小球在水平面内做匀速圆周运动，如图11所示，求细线与竖直方向成角时：(重力加速度为g)(1)细线中的拉力大小；答案 mgcos 解析 小球受重力及细线的拉力两力作用，如图所示，竖直方向 FTcos mg，故拉力 FT mgcos.【针对训练6】(2)小球运动的线速度的大小.答案 gLsin tan 解析 小球做圆周运动的半径rLsin，向心力FnFTsin mgtan，而 Fnmv2r，故小球的线速度 v gLsin tan.课堂小结 2、向心力的作用效果：改变速度的方向 3、向心力的大小 Fn=m v2rFn=m r21、向心力的方向：指向圆心 4、变速圆周运动中的合力并非向心力 rTmFn224课后作业：课后问题与练习P34页1,2,3,4,5题同步训练谢谢观看THANK YOU!
