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5.6 向心力,1.向心加速度：任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度。2.向心加速度的方向：始终指向圆心,3.向心加速度大小：,或,一、向心力,1.定义：物体做匀速圆周运动所受力的合力始终指向圆心，这个合力叫做向心力（用Fn表示）。,F合Fn,3.作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）,2.方向：始终指向圆心且与速度方向垂直,4.向心力的大小,F合man,向心力大小与多个物理量有关，在分析向心力与某一物理量的关系时，要注意什么？,当m、v不变时，Fn与r成反比；当m、r不变时，Fn与v成正比。,当m、不变时，Fn与r成正比；当m、r不变时，Fn与成正比。,能否利用实验粗略地验证向心力的表达式？,F合Fn,1、实验的基本原理？,从运动的角度求得Fn；从受力的角度求得F合；将Fn 和F合 进行比较,2、实验需要的器材？,钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺,O,3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？,F合mg tan,m？r？v？,m、r、转n圈数所用时间t、h,1、h 并不等于纸面距悬点的高度,2、小球与纸面不能接触,3、测 t 时不能太久,4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动,注意：,3、向心力的大小,2、向心力的作用效果：改变速度的方向,1、向心力的方向：指向圆心,4、向心力的来源,在匀速圆周运动中，合力充当向心力,随堂小结,m,竖直方向：FT cosmg水平方向：F合=m2l sin,竖直方向：F升 cosmg水平方向：F合=m2r,几种常见的圆周运动,几种常见的圆周运动,竖直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2r,竖直方向：FN cosmg水平方向：F合=m2 R sin,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,竖直方向：FNmg水平方向：F合=F静=m2r,谁充当向心力？,静摩擦力指向圆心,变速圆周运动,因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生的加速度叫做切向加速度。,运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。,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。,1.向心力的概念：指向圆心的合外力。,2.向心力的方向：总是指向圆心，与速度垂直，时刻变化。,4.向心力的来源：,3.向心力的效果：,只改变速度方向，不改变速度大小。,可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或是某个力的分力，或几个力的合力所提供。,5.大小：,说明：向心力是根据效果命名的合外力，受力分析时不加向心力,1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（）A物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B物体所受的合外力提供向心力C向心力是一个恒力D向心力的大小一直在变化,B,2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（）A跟其角速度的平方成正比 B.跟其线速度的平方成正比C跟其运动的半径成反比 D跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比,D,3.甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为12,转 动半径之比为12,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周。则它们的向心力之比为（）A.14 B.23 C.49 D.916,C,4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（）A一定指向圆心B一定不指向圆心C只有在最高点和最低点时指向圆心D不能确定是否指向圆心,A,v,5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（）A6.0N的拉力 B6.0N的压力C24N的拉力 D24N的压力,B,A,6.设地球质量为M6.01024kg，公转周期T365天，地球中心到太阳中心的距离为r1.51011m，试根据以上数据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。答案：5.9510-3m/s2 3.571022N,