2.勻速圓周運動的向心力和向心加速度

1、 第二章 勻速圓周運動第二節(jié) 勻速圓周運動的向心力和向心加速度授課教師 西昌市川興中學 李紅霞這些物體為什么會做圓周運動？活動：感受向心力（P25）1、拉力的方向是怎樣的？2 、增大旋轉半徑，拉力怎樣變化？3 、減小旋轉的速度，拉力怎樣變化？4、松手后物體還能維持圓周運動嗎？5、換一個質量較大的鐵球進行實驗，拉力怎樣變化？沿著繩的方向指向圓心拉力變大（角速度不變）拉力變?。ò霃讲蛔儯┪矬w沿切線方向飛出，不再做圓周運動拉力變大O 1. 小球在桌面上做勻速圓周運動時的受力分析： O 結論： FN與G相平衡，所以合外力為FFNGF結論：合外力指向圓心，與速度V垂直,只改變速度的方向，不改變速度的大小

2、。OFFFVVVO2.小球在桌面上做勻速圓周運動時的力與運動分析：討論交流（書P25）觀察右圖中的兩幅照片，思考：月球、“旋轉秋千”做勻速圓周運動時，它們會受到沿圓周切線方向的力的作用嗎？月球、“旋轉秋千”做勻速圓周運動時，它們的合力是否改變速度的大??？其方向與線速度方向有什么關系？ 月球繞地球做勻速圓周運動 游樂場里的“旋轉秋千” 1、向心力的定義：物體做勻速圓周運動時所受的合力方向始終指向圓心，這個指向圓心的力就叫做向心力。 2 、向心力的方向：與線速度方向垂直，始終指向圓心 （即方向不斷變化）。 3 、向心力的作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小。 4、對向心力的理解： 向心力是

3、以效果命名的力,向心力可以由彈力提供，也可以由其他性質的力提供，可以由一個力提供，也可以由幾個力的合力提供。它不是除重力，彈力，摩擦力等之外又增加了的另一個力，受力分析時不能作為一個性質力分析。 如果沒有向心力，做圓周運動的物體由于慣性將沿圓周的切線方向飛出。一、向心力二、向心力的大小實驗探究：探究向心力的大小F與質量m、角速度和半徑r之間的關系。1、實驗儀器向心力演示器轉動手柄變速塔輪變速塔輪長槽短槽橫臂 擋板彈簧測力套筒標尺演示器構造2、儀器原理分析：小球靜止GFN手推檔板2、儀器原理分析：G勻速圓周運動FNFF2、儀器原理分析： 3、實驗方法控制變量法（1）F與m的關系保持r、一定（2）

4、F與r的關系保持m、一定（3）F與的關系保持r、m一定結論: m越大，F越大 有F m結論: r越大， F越大 有 F r結論: 越大， F越大 有 F 2F km2r由v r，可得： F = mv2/r由 2/T，可得： F = mr（42/ T2）各量均用國際制單位表示，則K=1，即 F m2r 4、實驗結論： 向心力的大小 ： F = mr2 （ 1 ） F = mv2/r （ 2 ） F = mr（42/ T2） （ 3 ） 注：勻速圓周運動物體的向心力大小不變 討論與交流P27： 為什么在向心力大小的（1 ）（ 2）兩個表達式中，一個式子中向心力的大小與半徑成正比，而另一個式子中向心

5、力的大小與半徑成反比？它們相互矛盾嗎？ 1. 物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動,如圖所示，分析受力得：GFNfF向=F合=f三、向心力的來源2.圓錐擺FTrOFG2.圓錐擺rOFTGF1F2關于向心加速度1.向心加速度由誰產生？方向如何？ 向心加速度由向心力產生，據牛頓第二定律得到：這個加速度的方向與向心力的方向相同2.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？向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量。由向心力公式: F向 = F合= mr23.推導: 向心加速度的大小 根據牛頓第二定律: F合= m a 或 定義: 由向心力產生的加速度叫向心加速度。 方向: 沿

6、半徑指向圓心，方向不斷變化。 大小: a = r2 或 a = 單位：米每二次方秒（m/s2）v2r 物理意義: 它是表示速度方向變化快慢的物理量。 注：勻速圓周運動物體的向心加速度大小不變，但方向不斷變化，故勻速圓周運動是非勻變速曲線運動 說明:向心力和向心加速度的公式同樣適用于一般的圓周運動，是瞬時表達式。四、向心加速度一.向心力 1、向心力的定義：物體做勻速圓周運動時所受的合力方向始終指向圓心，這個指向圓心的力就叫做向心力。 2 、向心力的方向：與線速度方向垂直，始終指向圓心 （即方向不斷變化）。 3 、向心力的作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小。 4、對向心力的理解： 向心力是以效果命名的力,向心力可以由彈力提供，也可以由其他性質的力提供，可以由一個力提供，也可以由幾個力的合力提供。它不是除重力，彈力，摩擦力等之外又增加了的另一個力，受力分析時不能作為一個性質力分析。 如果沒有向心力，做圓周運動的物體由于慣性將沿圓周的切線方向飛出本節(jié)內容小結：5.向心力的大小 ： F = mr2 （1 ） F = mv2/r （ 2） F = mr（42/ T2） （ 3） 定義: 由向心