向心加速度課件

1、平江四中物理教研組主 講：王 紅第六節(jié)第六節(jié) 向心力向心力第七節(jié)第七節(jié) 向心加速度向心加速度 什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)? “勻速”的含義是什么？那么物體所受的外力有何特點(diǎn)？加速度又怎樣呢？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變一定受到外力一定存在加速度小球受哪些力？合外力有何特點(diǎn)？想一想輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 五 向心力 向心加速度看一看OGFNF小球受力分析：小球受力分析： OFN與G相抵消，所以合力為FOFFFVVVO 小球受力分析：小球受力分析： 結(jié)論：結(jié)論： 做勻速圓運(yùn)動(dòng)的小球，做勻速圓運(yùn)動(dòng)的小球，合合外力指向圓心，外力指向圓心，與速度與速度V V垂直垂直

2、衛(wèi)衛(wèi) 星星 繞繞 地地 球球 運(yùn)運(yùn) 行行VFFFVV 結(jié)論：結(jié)論： 做勻速圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，做勻速圓運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，合外力方向合外力方向指向圓心（地心），指向圓心（地心），與速度與速度V V垂直垂直1.1.定義定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的的指向圓心指向圓心的合外力合外力，叫向心力向心力。 2.2.特點(diǎn)：方向始終方向始終與與V V垂直垂直，指向圓心圓心。是變力變力一一. .向心力方向時(shí)刻發(fā)生變化，OFFFVVVO注意：注意：1、向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個(gè)力，或者是某個(gè)力的分力，或幾個(gè)力的合力所提供。2、向心力是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，受力分析時(shí)不要把向心力

3、當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的力。為什么？3.3.作用效果:OFFFVVVO因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)方向上所受的合外力為0，這個(gè)方向上的加速度也為0，所以速度大小不變，只改變速度方向。只改變只改變V V的方向的方向, ,不改不改變變V V的大小的大小4.向心力大小：（1）體驗(yàn)向心力的大小猜想：向心力大小可能與 _ 有關(guān)質(zhì)量、 半徑、 角速度（2）演示實(shí)驗(yàn)：用向心力演示器演示方法:控制變量法1.F與m的關(guān)系保持r、一定保持r、m一定2.F與r的關(guān)系保持m、一定3.F與的關(guān)系m大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大大，F(xiàn)也大結(jié)論結(jié)論: 向心力的大小向心力的大小F與物體質(zhì)量與物體質(zhì)量m、圓、圓周半徑周半徑r和角速度和角速度都有關(guān)系都有關(guān)系公式：

4、公式：Fm r2vrw=又由公式又由公式 可推導(dǎo)向心力的另一個(gè)公可推導(dǎo)向心力的另一個(gè)公式式 2vFmr=介紹: 向心力演示儀GFN小球靜止手推檔板介紹: 向心力演示儀G勻速圓周運(yùn)動(dòng)FNF F介紹: 向心力演示儀圓錐擺GFF合r小球受到哪些小球受到哪些力的作用？力的作用？O向心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的合力的合力提供。提供。向心力由什么向心力由什么力提供？力提供？想一想 物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)靜止，隨盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F向=F合=Ff木塊做圓周運(yùn)木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力：動(dòng)所需向心力：由圓盤(pán)對(duì)木塊由圓盤(pán)對(duì)木塊的靜摩擦力的靜摩擦力 f 提供提供OGFNFf小球受到哪些小球受到哪些力的作用？力的作用

5、？向心力由什么向心力由什么力提供？力提供？想一想（1）向心加速度由誰(shuí)產(chǎn)生？方向如何？）向心加速度由誰(shuí)產(chǎn)生？方向如何？（3）怎樣推導(dǎo)）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？向心加速度的公式？（2）加速度是描述速度變化快慢的物理量，）加速度是描述速度變化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？那么向心加速度是描述什么的物理量？閱讀后思考？閱讀后思考？向心加速度是描述向心加速度是描述速度方向變化快慢的速度方向變化快慢的物理量物理量。向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，向心力公式向心

6、力公式: F: F向向 = F= F合合= mr= mr2=2=推導(dǎo)推導(dǎo): : 向心加速度的大小與方向向心加速度的大小與方向根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律: F: F合合= m a = m a 或a a與與r r究竟是究竟是成正比呢，成正比呢，還是成反比？還是成反比？想一想若若一定一定 , , 就成正比就成正比 ; ;若若v v一定一定 , , 就成反比就成反比 。2vmr2arw=2var=例題例題1: 小球做小球做圓錐擺圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。OOmgTF小球受力：小球受力：豎直向下的重力豎直向

7、下的重力G沿繩方向的拉力沿繩方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：L小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：即：即：RsinRLq=2FmamRw=2sinmgtgmLqwq=cosgLwq=FFmgtgq=例題例題2：上海在北緯上海在北緯31，求上海所在處物體，求上海所在處物體繞地軸做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是多大？（設(shè)繞地軸做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是多大？（設(shè)地球半徑地球半徑R=6400km，COS31=0.86）AORr分析：首先應(yīng)明確物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；再分析：首先應(yīng)明確物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；再確定圓周軌跡、圓心及半徑。

8、確定圓周軌跡、圓心及半徑。解：物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度解：物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度 =2 /TO圓周半徑圓周半徑r=R cos31a=r 2 = R cos31(2 /T) 2代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得a=2.910-2m/s2一、 向心力： 大?。?方向： 沿半徑指向圓心。是變力。 特點(diǎn)： F V , 方向不斷變化。 來(lái)源： 重力、彈力、摩擦力或幾個(gè)力的合力?；颍夯颍篎=m F=m v v2 2r rF=mrF=mr2 2二. 向心加速度: 大小: a = a = r2 或 a =a = 方向: 沿半徑指向圓心，方向不斷 變化，是變加速運(yùn)動(dòng)。 物理意義: 表示速度方向速度方向變化快慢的物理量。 v

9、2r三、鞏固訓(xùn)練三、鞏固訓(xùn)練 1：向心加速度只改變速度的：向心加速度只改變速度的_，而不，而不改變速度的改變速度的_。2、A、B兩球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球質(zhì)球質(zhì)量為量為B球的球的3倍，倍，A球在半徑球在半徑25cm的圓周上的圓周上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，B球在半徑球在半徑16cm的圓周上運(yùn)動(dòng)，的圓周上運(yùn)動(dòng)，A球轉(zhuǎn)速為球轉(zhuǎn)速為30r/min，B球轉(zhuǎn)速為球轉(zhuǎn)速為75r/min，求求A球所受向心力與球所受向心力與B球所受向心力之比。球所受向心力之比。方向大小 （1）體驗(yàn)向心力的大?。w驗(yàn)向心力的大小 a：拉住繩的一端，讓大橡皮塞盡量做勻速：拉住繩的一端，讓大橡皮塞盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，保持轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不變，改變轉(zhuǎn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)，保持轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑不變，改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，體會(huì)繩的拉力與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的關(guān)系；的快慢，體會(huì)繩的拉力與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的關(guān)系； b：改變轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑，保持轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不