《匀速圆周运动-向心力向心加速度》资料.ppt
第2节 向心力向心加速度,物体受到的合力与运动的关系如何？,1、当物体受到的F合=0时，物体做,匀速直线运动。,2、当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时，物体做,变速直线运动,3、当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时，物体做,曲线运动,复习回顾：,这些物体为什么会做圆周运动？,复习提问：,圆周运动是变速曲线运动,运动状态（速度）改变,一定受到外力,一定存在加速度,3、若细线突然剪断，将会看到什么现象？,2、合外力有何特点？,1、小球受哪几个力的作用？,轻绳栓一小球,在光滑水平面做圆周运动。,迷你实验：,思考讨论：物体所受的外力有何特点时会做圆周运动呢？,O,结论：FN与G相抵消，所以合力为绳的拉力F。,小球受力分析：,O,F,F,F,V,V,V,O,运动分析：,3）向心力的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小.,一、向心力,1）定义：作圆周运动的物体受到一个始终指向圆心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力；,2）向心力的方向：与速度方向垂直，始终指向圆心（方向不断变化）即向心力永远不做功；,下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？物块随圆筒一起做匀速圆周运动；（如图2）小球在水平面内运动；（如图3）玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；（如图4）（不计摩擦）使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。（如图5）,图2,思考：向心力是按照性质还是按照作用效果命名的？,2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的在半径方向的合力所提供。,1、向心力是根据力的作用效果来命名的，不是性质的力,(也可以说不是实际存在的力)受力分析时不要重复考虑。,4、向心力的来源：,(b),思考：是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力，都指向圆心呢？,匀速圆周运动的向心力就是物体受到的合外力；非匀速圆周运动的向心力不是物体受到的合外力,而是半径方向的合力所提供。,5、向心力大小,（1）体验向心力的大小,猜想：向心力大小可能与 _ 因素有关,质量、,半径、,角速度,（2）演示实验：用向心力演示器演示,1、F与m的关系,保持r、一定,保持r、m一定,3、F与r的关系,保持m、一定,2、F与的关系,m越大，F越大,r越大，F越大,越大，F越大,根据r,v,f,T的关系可知，,Fnmr2,Fnmr2=mv2/r=42mr/T2=42mrf2,结论：精确的实验表明：物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。即：,向心力的大小,公式：,（1）由牛顿第二定律我们知道，力决定加速度，那么向心加速度由谁产生？方向如何？,（3）怎样推导向心加速度的公式？,（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？,阅读后思考：,向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量。,向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同,F向=F合=m2r,F合=m a,二、向心加速度,1、概念：向心力产生的加速度,2、方向：总是指向圆心，时刻变化是一个变加速度,3、意义：描述线速度方向变化快慢的物理量。,匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动,4、大小：,说明：和 也适用于变速圆周运动(瞬时值),例题,1。关于向心力的说法中正确的是（）（A）物体受到向心力的作用才可能做圆周运动（B）向心力是指向圆心方向的合力，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，也可以是其中一种力或一种力的分力（D）向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢,答案ABCD,2.分析下例各种情况做圆周运动的问题的向心力的来源(根据具体情况各位老师可以编出相应计算题）,（1）拉线在光滑水平面内拉着物体做匀速圆周运动,G,N,分析：,小球的受力情况,结论：,弹力（线的拉力）提供向心力,可见：,物体受N、G、T三个力的作用,T,6,（2）水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一木块，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。,木块受力：,竖直向下的重力 G,竖直向上的支持力 N,水平方向指向圆心的摩擦力 f,木块做圆周运动所需向心力：,由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供,f,f,f,f,f,f,G,T,（3）如图所示、试分析小球途径最低点时的受力情况。,：物体受T、G两个力的作用,：T、G的合力F合=T-G 提供向心力,可见：,（4）如图所示，细线栓一小球在水平面内做匀速圆周运动，试分析小球的受力情况.,图示为圆锥摆（拉线不在水平面内）,分析：,小球的受力情况,mg,T,F向,可见，小球受两个力mg和T，F向由mg和T的合力提供,5,课 堂 小 结,一、向心力：大小：方向：沿半径指向圆心，是变力。特点：F 与V 始终垂直,方向不断变化。来源：重力、弹力、摩擦力或某个力的分力，或几个力的在半径方向的合力所提供。,F=m2r,二、向心加速度:大小:a=2r 或 a=V2/r 方向:沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。物理意义:表示速度方向变化快慢的物理量。,
