向心力课件共20页.ppt

1、5.7 向心力思考1 1、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？为什么？2 2、做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特、做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。点？写出向心加速度的公式。3.3.做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？受力的方向和大小如何确定？回顾OF引引an方向始终指向圆心方向始终指向圆心an 哪来的？哪来的？即即an 是如何是如何产生的？产生的？根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个圆心的合力，这个合

2、力合力叫做向心力。叫做向心力。向心力1 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心指向圆心的的合力合力，即产生向心加速度的力叫，即产生向心加速度的力叫向心力。向心力。 4 4、效果：只改变效果：只改变v 的方向，不改变的方向，不改变v的大小。的大小。3 3、方向：始终指向圆心方向：始终指向圆心( (与与v 垂直垂直););是变力是变力2 2、符号：符号：Fn因为在运动方向上因为在运动方向上所受的合外力为所受的合外力为0,这个方向上的加速这个方向上的加速度也为度也为0,所以速度所以速度大小不变大小不变,只改变速只改变速度方向。度方向。向心力是不是一向心力是不

3、是一种新的性质力？种新的性质力？即向心力是不是即向心力是不是与重力、弹力、与重力、弹力、摩擦力一样都是摩擦力一样都是按照某种性质来按照某种性质来命名的力？命名的力？向心力不是物体额外受到的一个力，物体做匀速圆向心力不是物体额外受到的一个力，物体做匀速圆周运动的向心力是由受到的周运动的向心力是由受到的提供的提供的（可以是（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）向心力是效果力说明感受向心力 【提出问题】 向心力大小与哪些因素有关？ 【猜想与假设】运动物运动物体的质体的质量量转动快转动快慢慢转动半转动半径径？向心力的大小Fn= =m v2rFn= =m2r

4、F合合man能否利用实验粗能否利用实验粗略地验证向心力略地验证向心力的表达式的表达式？F合合Fnan = = v2r方法:控制变量法(F与m , r, )1.F与m的关系保持r、一定保持m 、 一定2.F与的关系保持m、r一定3.F与r的关系m大，F也大大，F也大r大，F也大用向心力实验验证用圆锥摆粗略验证1、实验的基本原理？、实验的基本原理？从运动的角度求得从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得从受力的角度求得F合合 ；将将Fn 和和F合合 进行比较进行比较2、实验需要的器材？、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺白纸、天平、秒表、直尺rO

5、OlhFTGF合合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合合mgtan小球所需小球所需向心力向心力Fn=m v2rm、r、转转n圈所用时间圈所用时间t、h注意事项rOOlh1、h 并不等于纸面距并不等于纸面距悬点的高度悬点的高度2、小球与纸面不能接触、小球与纸面不能接触3、测、测 t 时不能太久时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动亲身体验 实验器材: 小球 空心圆珠笔杆 细线 实验设计: 细线穿过笔杆，一端拴小球，另一端用手牵住，用力转动笔杆使小球做圆周运动，细线的拉力近似的看成是小球的向心力 实

6、验过程: (1)在和不变时,改变m (2)在m和不变时,改变 (3)在m和不变时,改变飞机在水平面内盘旋飞机在水平面内盘旋几种常见的圆周运动OmOlmOrTmgF合合mgF合合F升升几种常见的圆周运动OORmmOrmgNF合合mgNF合合O几种常见的圆周运动mgN物体相对转盘静止，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动随盘做匀速圆周运动rf静静f静静vABFa回顾：回顾：A、B一起向左加一起向左加速，分析速，分析A的受力情况。的受力情况。f静静v谁提供向谁提供向心力？心力？静摩擦力静摩擦力指向圆心指向圆心OO思考FnFtF合合vFnFtvF合合速度增大的速度增大的圆周运动圆周运动变速圆周运动速度

7、减小的速度减小的圆周运动圆周运动匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终匀速圆周运动所受的合力提供向心力，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？力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。物体做变速圆周运动。切向力切向力Ft ：垂直半径方向的合力：垂直半径方向的合力向心力向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的合力：沿着半径（或指向圆心）的合力产生切向加速度，改变速度的大小产生切向加速度，改变速度的大小产生向心

8、加速度，改变速度的方向产生向心加速度，改变速度的方向 可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动。 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。 变速圆周运动 FTG匀速圆周运动GGN NF F变速圆周运动合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFtF合合v一般曲线运动运动轨迹既不是直线也不是圆周运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为的曲线运动称为一般曲线运动一般曲线运动。r1r2一般曲线运动一般曲线运动各个地方的弯各个地方的弯曲程度不一样，曲程度不一样，如何研究？如何研究？把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都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。运动的分析方法进行处理。