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第2节向心力与向心加速度 轻绳栓一小球,在光滑水平面上做圆周运动。 定 性 研 究 向 心 力 【实验仪器】 【实验内容】猜测向心力的大小与哪些因素有关 * * “玻璃杯搬乒乓球”游戏 为什么转动快的乒乓 球不会掉? 实验视频 G N O F F F 演示实验１： 小球在圆槽内做圆周运动。 N与G作用效果相抵消，弹力F使小球做圆周运动。 对小球受力分析： 什么力使小球做圆周运动？ 想一想 演示实验2： G N F 对小球受力分析： O N与G作用效果相抵消，拉力F使小球做圆周运动。 F F ω O 演示实验 3： 木块随转盘一起在水平面做圆周运动 什么力使木块做圆周运动？ 想一想: G N f N与G作用效果相抵消，静摩擦力f 使小球做圆周运动。 木 块 圆周运动 小 球 拉 力 静 摩擦 力 小 球 弹 力 G N O F “玻璃杯搬乒乓球”游戏 G N 对乒乓球受力分析： 竖直向下的重力 G 垂直斜面向上的支持力 N N与G的合力提供乒乓球做圆周运动所需的沿半径指向圆心的力 F 乒乓球 木 块 圆 周 运 动 小 球 拉力 静摩擦力 N、G合力 小 球 弹力 G N O F 第2节 向心力与向心加速度 1.定义：做匀速圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫向心力。 一.向心力及其方向 第2节 向心力与向心加速度 1.定义：做匀速圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫向心力。 一.向心力及其方向 2.特点： 方向时刻发生变化， 是变力。 方向始终指向圆心，与V垂直。 O F F F V V V O O F F F V V V O 小球受到的拉力F ： 始终指向圆心， 并与速度V垂直。 F V O F F F V V V O 3.作用效果: 只改变 V 的方向 不改变 V 的大小 注意： 1、向心力通常由某个力，或几个力的合力所提供。 2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个特殊的力。 摩擦力实验 O F F F V V V O F V 拉力F是否会改变V的大小？ 想一想: 1、探究:向心力F可能与哪些因素有关呢？ 2、猜想: 3、设计实验 4、进行实验与收集证据 二.向心力的大小 F可能与m r ω有关. 结论 改变 控制 探究 F与m的关系 r,ω一定 m不同 F与r的关系 m,ω一定 r不同 F与ω的关系 m,r一定 ω不同 定 量 研 究 向 心 力 如何研究定量关系？ 实验探究：向心力F与质量m、半径r、角速度ω之间的定量关系 F∝m F∝r ω越大， F越大 F∝m F∝r F∝ω2 ∴ F∝mrω2 F=kmrω2 (公式中各物理量都取国际单位制的单位) k=1 F=mrω2 5、分析与论证 m——kg r——m ω——rad/s 根据F＝mrω2 推导出F与v之间的关系式 二.向心力的大小 或 三.向心加速度 或 摩擦力实验 mg v0 A B mg vA vB mg v0 F A v0 F B v0 F v0 vy v0 vy Mg大小与方向都不变 匀变速运动 F方向不断改变 加速度方向不断 改变的变加速运动 二.向心力的大小 或 三.向心加速度 或 注意： 向心力与向心加速度的公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于一般的圆周运动。 * *