,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第五章：曲线运动,第,6,节,向 心 力,第五章：曲线运动第 6 节向 心 力,1,1,、,定义：,4,、,效果：,3,、,方向：,2,、,表达式：,向心力,做匀速圆周运动的物体所受到的,指向圆心,的,合力,，叫向心力。,F,n,=,F,合,=,ma,n,=,始终沿半径指向圆心，与,v,垂直。,只改变,v,的方向，不改变,v,的大小。,向心力是不是一种新的性质力？是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？,5,、来源,：,在匀速圆周运动中，,合力,充当向心力,1、定义：4、效果：3、方向：2、表达式：向心力做匀速圆周运,2,F,n,=,F,合,=,实验：,用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,r,O,O,h,F,T,G,F,合,小球做圆周运动的半径,r,转,n,圈数所用时间,t,小球质量,m,小球球心距离悬点的高度,h,需测量的物理量：,Fn=F合=实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式r,3,几种典型的圆周运动,几种典型的圆周运动,4,O,F,引,F,合,F,引,F,n,1,、万有引力提供向心力,OF引F合F引 Fn1、万有引力提供向,5,O,G,F,N,F,F,合,F,F,n,2,、弹力提供向心力,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,OGFNFF合FFn2、弹力提供向心力人教版高中物理必修,6,A,B,F,A,B,F,A,F,B,A,球向心力来源？,B,球向心力来源？,轻杆对,A,球的拉力,B,球两端轻杆对,B,球的拉力,A,、,B,两球具有相同的物理量是什么？,角速度,2,、弹力提供向心力,光滑,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,ABFABFAFBA球向心力来源？B球向心力来源？轻杆对A球,7,G,F,f,F,N,2,、弹力提供向心力,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,GFfFN2、弹力提供向心力人教版高中物理必修二 向心力人教,8,2,、解题方法和步骤,明确研究对象,明确,轨迹、圆心位置、半径,求出,F,合,或,F,n,用牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式解题,在匀速圆周运动中，合力充当向心力,1,、,向心力的来源,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,2、解题方法和步骤 明确研究对象在匀速圆周运动中，合力充当,9,O,mg,F,N,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,r,F,静,竖直方向：,F,N,mg,水平方向：,F,合,=,F,静,=,m,2,r,F,静,v,A,B,F,a,回顾：,A,、,B,一起向左加速，分析,A,的受力情况。,F,静,v,谁充当向心力？,静摩擦力指向圆心,3,、摩擦力提供向心力,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,OmgFN物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动rF静竖直方,10,飞机在水平面内盘旋,O,m,O,l,m,竖直方向：,F,T,cos,mg,水平方向：,F,合,=,m,2,l sin,竖直方向：,F,升,cos,mg,水平方向：,F,合,=,m,2,r,O,r,F,T,mg,F,合,mg,F,合,F,升,4,、合外力提供向心力,人教版高中物理必修二 向心力,人教版高中物理必修二 向心力,飞机在水平面内盘旋OmOlm竖直方向：FT cos,11,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,D,、摆球做匀速圆周运动的周期为,质量为,m,的球用长为,L,的细线悬于天花板的,O,点，,练习：,并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向成,角，则以下说法正确的是,A、摆球受重力、拉力和向心力的作用质量为m的球用长为,12,O,O,R,m,m,竖直方向：,F,N,cos,mg,水平方向：,F,合,=,m,2,r,O,r,竖直方向：,F,N,cos,mg,水平方向：,F,合,=,m,2,R sin,mg,F,N,F,合,mg,F,N,F,合,4,、合外力提供向心力,OORmm竖直方向：FN cosmgOr竖直,13,O,O,F,n,F,t,F,合,v,F,n,F,t,v,F,合,速度增大的圆周运动,速度减小的圆周运动,切向力,F,t,：垂直半径方向的合力,向心力,F,n,：沿着半径（或指向圆心）方向的合力,产生切向加速度，改变速度的大小,产生向心加速度，改变速度的方向,思考：,匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？,变速圆周运动和一般的曲线运动,OOFnFtF合vFnFtvF合速度增大的圆周运动速度减小的,14,r,1,r,2,一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？,把一般曲线,分割为许多极短的小段,，每一段都可以看作一小段圆弧。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。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以,采用圆周运动的分析方法,进行处理。,变速圆周运动和一般的曲线运动,r1r2一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样，如何研究？把一,15,例,1,：,如图所示，一辆汽车以相同的速率依次通过路上的,A,、,B,和,C,点，汽车对路面的压力相应为,F,A,、,F,B,和,F,C,，它们之间的大小关系是（）,A,B,C,A,F,A,F,B,D,F,B,F,C,B,F,B,F,C,G,F,N,例1：如图所示，一辆汽车以相同的速率依次通过路上的A、B和C,16,例,2,：,如图，细杆的一端与一小球相连，可绕,O,点自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中,a,、,b,分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是,A,a,处为拉力，,b,处为拉力,B,a,处为拉力，,b,处为推力,C,a,处为推力，,b,处为拉力,D,a,处为推力，,b,处为推力,O,b,a,例2：如图，细杆的一端与一小球相连，可绕O点自由转动。现给小,17,例,3,：,在光滑的横杆上穿着质量不同的两个小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是,A,两小球速率必相等,B,两小球角速度必相等,C,两小球加速度必相等,D,两小球到转轴距离与其质量成反比,例3：在光滑的横杆上穿着质量不同的两个小球，小球用细线连接起,18,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,A,B,mg,F,N,f,A,例,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,2,m,，,A,离轴为,R,/2,，,B,离轴为,R,，则当圆台旋转时：（设,A,、,B,都没有滑动）,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的向心加速度是A的向心加速度的两倍ABmgFNfA例4,19,例,5,：,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，两个质量相同的小球,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,A,B,A,、球,A,的线速度一定大于球,B,的线速度,B,、球,A,的角速度一定小于球,B,的角速度,C,、球,A,的运动周期一定小于球,B,的运动周期,D,、球,A,对筒壁的压力一定大于球,B,对筒壁的压力,例5：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,20,A,、小球速率突然减小,B,、小球角速度突然增大,C,、小球向心加速度突然增大,D,、摆线上的张力突然增大,例,6,：,质量为,m,的小球，用长为,L,的线悬挂在,O,点，在,O,点正下方处有一光滑的钉子,O,，把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点,P,时：,A、小球速率突然减小例6：质量为m的小球，用长为L的线悬挂在,21,（,1,）当,A,球的轨道半径为,0.10m,时，它的角速度是多大才能维持,B,球静止？,例,7,：,如图所示，,MN,为水平放置的光滑圆盘，半径为,1.0m,，其中心,O,处有一个小孔，穿过小孔的细绳两端各系一小球,A,和,B,，,A,、,B,两球的质量相等。圆盘上的小球,A,作匀速圆周运动。问：,（,2,）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能使,A,作圆周运动时,B,球仍能保持静止？,（1）当A球的轨道半径为0.10m时，它的角速度是多大才能维,22,