向心力(人教版必修2).ppt

第五章 曲線運動 第六節(jié) 向心力,人教版必修2,物體做圓周運動一定受到力的作用,人 造 衛(wèi) 星 繞 地 球 運 行,知識點回顧,1、如何理解勻速圓周運動是一種變速運動？,2 、勻速圓周運動 向心加速度是如何定義的？其表達(dá)式是什么？其物理意義是什么？,或,物理意義：描述線速度改變的快慢，只改變線速度方向，不改變其大小,向心力及其特點,定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。, 方向時刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）, 向心力的作用：只改變線速度的方向不改變速度大小, 向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，它可以是某一個力，或者是幾個力的合力來提供。,受力分析時, 不能多出一個向心力。,向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？,思考,公式：Fn = mr2,向心力的大小,= mv,= mv2 /r,= mr(2/T)2,實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式,小球受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,結(jié)論: 向心力由拉力F和重力G的合力提供,實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式,1、實驗的基本原理？,從運動的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F合 進(jìn)行比較,2、實驗需要的器材？,鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的木板、秒表、直尺,O,3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？,F合mg tan,m？r？v？,m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時間t、l,輕繩栓一小球，在光滑水平面做勻速圓周運動。小球向心力的來源？,向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、繩子的拉力的合力提供。,勻速圓周運動實例分析向心力的來源,F向= F合= F,物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動,F向= F合= Ff,由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個力的合力提供。 即圓盤對木塊的靜摩擦力Ff,G,FN,Ff,小球向心力的來源?,勻速圓周運動實例分析向心力的來源,討論：物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動時，物塊的受力？物塊向心力的來源?,物塊做勻速圓周運動時，合力提供向心力，即桶對物塊的支持力。,勻速圓周運動實例分析向心力的來源,F合mg tan,豎直方向:FN cosmg 水平方向:F合=m2r,豎直方向：FN cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運動的小球,總結(jié)：,向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種 新的性質(zhì)的力。,向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦 力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。 物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。,向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用 ，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。,變速圓周運動和一般曲線運動, 變速圓周運動的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運動的速度大小是怎么改變的？ 怎么分析研究一般的曲線運動？,做變速圓周運動的物體所受的力,Fn,Ft,Ft 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小. Fn 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. 結(jié)論同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動就是變速圓周運動 ，勻速圓周運動切向加速度為零。,加速,變速圓周,把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在注意到這點區(qū)別之后，分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運動的分析方法對一般曲線運動進(jìn)行處理了。,處理一般曲線運動的方法：,要點二 勻速圓周運動的處理方法 1分析思路 凡是做勻速圓周運動的物體一定需要向心力，而物體所受外力的合力充當(dāng)向心力，這是處理該類問題的理論基礎(chǔ) 2解題步驟 (1)四確定：確定研究對象、確定軌道平面、確定圓心位 置、確定向心力的方向(確定軌道平面和圓心位置是難點),長為L的細(xì)線，拴一質(zhì)量為m的小球，一端固定于O點，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，當(dāng)擺線L與豎直方向的夾角為時，求： (1)細(xì)線的拉力F. (2)小球運動的線速度的大小 (3)小球運動的角速度及周期,【思路點撥】 先對小球進(jìn)行受力分析，找到向心力再由幾何關(guān)系求出小球做圓周運動的半徑,【方法總結(jié)】 (1)在解決勻速圓周運動的過程中，要知道物體圓形軌道所在的平面，明確圓心和半徑是解題的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié) (2)列方程時要區(qū)分受到的力和物體做圓周運動所需的向心力，利用題目條件靈活運用向心力表達(dá)式,跟蹤訓(xùn)練2,勻速圓周運動：,變速圓周運動：,F向是F合的指向圓心方向的分力Fn,向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。 物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。,小結(jié),小結(jié),3、向心力的大小,2、向心力的作用效果：,1、向心力的方向：,4、變速圓周運動中的合力并非向心力,在勻速圓周運動中合力充當(dāng)向心力,指向圓心,改變速度的方向,1、關(guān)于向心力說法中正確的是（ ） A、物體由于做圓周運動而產(chǎn)生的力叫向心力； B、向心力不改變速度的大?。?C、做勻速圓周運動的的物體所受向心力是不變的； D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力,B,課堂練習(xí),2、用細(xì)線拴住一球做勻速圓周運動，下列說法中正確的是（ ）,A.在線速度一定情況下，線越長越易斷,B.在線速度一定情況下，線越短越易斷,C.在角速度一定情況下，線越長越易斷,D.在角速度一定情況下，線越短越易斷,BC,3、在光滑的橫桿上穿著兩質(zhì)量不同的兩個小球，小球用細(xì)線連接起來，當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是( ) A兩小球速率必相等 B兩小球角速度必相等 C兩小球加速度必相等 D兩小球到轉(zhuǎn)軸距離與其質(zhì)量成反比,BD,4、甲乙兩物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為12,轉(zhuǎn)動半徑之比為12,在相同時間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周.則它們的向心力之比為（ ） A.14 B.23 C.49 D.916,C,5、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動