高中物理2-5-7向心力讲述.ppt

第七节： 向心力 （1）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。 （2）做匀速圆周运动的物体的受力有什么特点？ 问题讨论： 2、方向： 1、定义： 一、向心力 做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的，这个力叫做向心力。 总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。 二、向心力的大小 只改变速度的方向，不改变速度的大小。 实验 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 1.实验原理 F合=mgtanθ r θ O G F F合 Fn=mω2r 问题讨论 1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？ 2.测量问题 小球质量—— 匀速圆周运动周期—— 悬挂点到圆心竖直高度 —— 天平 秒表 刻度尺 匀速圆周运动半径—— 刻度尺 问题讨论 1、本实验是否一定要测量 小球质量与圆周半径？ 2、如何测出悬点与球心的竖直高度？ 3.实验过程 分组讨论 简要叙述本实验的步骤 实验 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 图1 细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动（如图1），随即手与钢球分离。 2.在图1中测出钢球(以球心为准)到悬点的竖直高度h， 从图2钢球受力情况可知，合力 F=mgtanθ=mgr/h； 图2 1.用秒表或手表记录钢球运动n圈的时间t，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，则线速度 v=2nπr/t 可求。 用天平测出钢球质量m，则向心力 F=mv2/r； 3．比较上述向心力F和合力F，得出实验结论。 验证方法： 图1 想一想：研究多个变量之间的关系应用什么方法？ 做一做：完成课本P-22页小实验。 实验体会---做一做 感受向心力F与m、r、 ω的关系 O 小球受力分析： 轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？ O G FN F 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 F向= F合= F 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 F向= F合= Ff 由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力Ff ω O G FN Ff 小球向心力的来源? 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 G Ff FN ω 讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源? 物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 θ O O R ω θ ω θ m m O r mg N F合 mg N F合 F合＝mg tanθ 竖直方向:N cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r 竖直方向：N cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球 总结： ⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 ⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 三、变速圆周运动和一般曲线运动 阅读课本P24思考回答以下问题： ⑴ 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？ ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？ 做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动) F O F O Fn Ft at 改变速度的大小 改变速度的方向 Fn Ft an a起着改变速度大小、方向的作用 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。 r1 r2 2、处理一般曲线运动的方法： 匀速圆周运动： 非匀速圆周运动： F向是F合的指向圆心方向的分力Fn 向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的 力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 小结 例1：关于向心力说法中正确的是（ ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心