第二节向心力辩析.ppt

第二节 向心力 授课教师：梁鸿颖 教学目标 1.理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的。 2.知道向心力大小与那些因素有关，知道向心力的公式的含义，会计算简单情景中的向心力。 3.理解向心加速度的概念，知道向心加速度的公式，计算简单情境中的向心加速度。 一、认识向心力 思考： 1.从物理学的角度来看，游戏中的人做的是什么运动？ 2.如果链子断了，会有什么样的后果？ —— 匀速圆周运动 思维启导：圆周运动是变速运动，因此，圆周运动肯定有加速度，由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。 思考问题：那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？ 观察与思考： 在右图所示的圆周运动中，感受物体的受力情况…… 物体受到的外力使物体的运动方向不断改变，使它始终运动在圆周轨道上。而物体所受到的这个外力的方向是不断变化的，并总是沿半径指向圆心，故这个外力叫做向心力。 向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向 体验与交流 1.小球做圆周运动时，你牵绳的手有什么感觉？ 2.如果突然松手，将会发生什么现象？ 结论 和物体运动的方向垂直 * 常见匀速圆周运动向心力的来源分析 小球在空中做匀速圆周运动 摩擦力 支持力 弹力与重力的合力 重力、支持力与摩擦力的合力 弯道跑技术 向心力是按效果命名的力，它可以是某个力，也可以是其他力的合力，还可以是某个力的分力。 关于向心力的几点说明 1.向心力是按效果命名的力，它可以是某个力，也可以是其他力的合力，还可以是某个力的分力。在对物体进行受力分析时，一定不要在物体实际所受力的基础上再加一个向心力。 2.向心力的作用效果只改变圆周运动的方向，而不改变速度的大小。 3.向心力是变力。虽然向心力的大小不变，但其方向时刻改变，故匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动。 猜想向心力的大小与什么因素有关 1.与运动物体的形状_______; 2.与运动物体的体积______; 3.与运动物体的质量______; 4.与运动物体的转动快慢______; 5.与运动物体离圆心的距离_____。 有关 有关 有关 无关 无关 实验探究：体验向心力的大小与哪些因素有关 ⑴在小球质量m和旋转半径r不变的条件下，改变角速度ω，多次体验手的拉力； ⑵在小球质量m和角速度ω不变的条件下，改变旋转半径r，多次体验手的拉力； ⑶在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改变小球质量m，多次体验手的拉力。 体验与交流： ⑴角速度ω越大，手的拉力越大； ⑵旋转半径r越大，手的拉力越大； ⑶小球质量m越大，手的拉力越大。 1是转动手柄、2和3是变速塔轮、4和5是长槽、6是测力挡板、7是测力套筒、8是测力标尺 实验验证：向心力演示仪，通过控制变量法 实验一： 在小球质量m和角速度ω不变的条件下，改变旋转半径r 实验次数 半径 向心力 1 2 实验结论： r F 2 r 2F 实验二： 在小球质量m和旋转半径r不变的条件下，改变小球的角速度 实验次数 角速度 向心力 1 2 实验结论： ω F 2 ω 4F 实验三： 在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改变小球质量m 实验次数 质量 向心力 1 2 实验结论： m F 2 m 2F 根据实验结论可以证明： 匀速圆周运动所需的向心力的大小为 式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，ω是转动的角速度。 式中v是物体圆周运动线速度的大小。 ∵ 从 看，好象F 跟r 成正比，从 看，好象F 跟r 成反比。你如何认识这个问题？ 讨论 二、向心加速度 1.向心力产生的加速度叫做向心加速度，其方向总指向圆心。 2.向心加速度公式 【说 明】 ⑴匀速圆周运动的向心加速度是由向心力产生 的，其方向总是与向心力的方向相同，始终指向圆心且方向不断变化，是变量。 ⑵向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。反映了速度方向变化的快慢。 匀速圆周运动是加速度方向不断变化的变速运动 方向时刻改变 方向时刻改变 1.如右图，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A物体的受力情况是：（ ） A.受重力、支持力； B.受重力、支持