第二章第2节向心力和向心加速度辩析.ppt

* 物体随盘做匀速圆周运动 第二章 匀速圆周运动 2、匀速圆周运动的向心力和向心加速度 这些物体为什么会做圆周运动？ 活动：感受向心力（P25） 1、拉力的方向是怎样的？ 2 、增大旋转半径，拉力怎样变化？ 3 、减小旋转的速度，拉力怎样变化？ 4、松手后物体还能维持圆周运动吗？ 5、换一个质量较大的铁球进行实验，拉力怎样变化？ 沿着绳的方向 拉力变大（角速度不变） 拉力变小 物体沿切线方向飞出，不再做圆周运动 拉力变大 一、向心力 讨论交流（书P25） 观察右图中的两幅照片，思考 ●月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们会受到沿圆周切线方向的力的作用吗？ ●月球、“旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们的合力是否改变速度的大小？其方向与线速度方向有什么关系？ 小球在桌面上做匀速圆周运动时的受力分析： O 结论： 1、FN与G相抵消，所以合力为F 2、合力方向指向圆心 FN G F 结论：合外力指向圆心，与速度V垂直,只改变速度的方向，不改变速度的大小。 O F F F V V V O 小球在桌面上做匀速圆周运动时的力与运动分析： 旋转秋千： G F F1 F2 结论： F2就是物体所受合力，方向指向圆心。 1、定义： 物体做匀速圆周运动时所受的合力方向始终指向圆心， 这个指向圆心的力就叫做向心力。 2 、特点： 方向与速度垂直，始终指向圆心（变力）。 3 、作用效果： 只改变V的方向,不改变V的大小。 4、理解： ①向心力是以效果命名的力,可以由弹力提供，也可以由其他性质的力提供，可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供。它不是除重力\弹力\摩擦力外又增加了的另一个力。 ②如果没有向心力，做圆周运动的物体由于惯性将沿圆周的切线方向飞出。 小球在桌面上做匀速圆周运动 O 向心力：绳子拉力 F 提供 F向=F合=F FN G F 二、向心力的来源 卫 星 绕 地 球 运 行 F F F 向心力： 地球对卫星的吸引力 F 提供 F向= F 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 G FN f G FN f 向心力： 转盘对物体的静摩擦力提供 F向=F合=f 旋 转 秋 千： G F F1 F2 向心力： 由绳子拉力的分力提供 F向=F合=F2 圆锥摆 FT r θ O F合 G 三、向心力的大小 实验探究：探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 1、实验仪器——向心力演示器 转动手柄 变速塔轮 变速塔轮 长槽 短槽 横臂挡板 弹簧测力套筒 标尺 演示器构造 2、原理分析： 小 球 静 止 G FN 手 推 档 板 G 匀 速 圆 周 运 动 FN F′ F 3、实验方法——控制变量法 （1）F与m的关系 保持r、ω一定 （2）F与r的关系 保持m、ω一定 （3）F与ω的关系 保持r、m一定 结论: F ∝m 结论: F ∝ r 结论: F ∝ ω2 F ＝mω2r 由v＝ ω r，可得F = mv2/r 由 ω ＝ 2π/T可得： F = mr（2π/T）2 各量均用国际制单位表示，则K=1， F ＝mω2r 4、实验结论： 向心力的大小 F = mrω2 F = mv2/r ①、当r、ω一定时，向心力与质量成正比 ②、当m、r一定时，角速度越大，向心力越大 ③、当m、ω一定时，运动半径越大，向心力越大 讨论与交流P27： 为什么在向心力大小的两个表达式中，一个式子中向心力的大小与半径成正比，而另一个式子中向心力的大小与半径成反比？它们相互矛盾吗？ * 物体随盘做匀速圆周运动