第二节 向心力选读.ppt

第二节 向心力 一 感受向心力 用手通过细绳拉物体在桌面上做圆周运动，改变物体的质量、绳子长度和转动的速度，感受一下拉力大小的变化。 3.向心力的命名：向心力是效果力 1.向心力的定义:做匀速圆周运动的物体，所受到的合力总是指向圆心，这个力叫做向心力 2.向心力的方向：总指向圆心,与速度垂直，时刻改变 4.向心力的作用： 向心力总与速度垂直，所以向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向 向心力的大小跟哪些因素有关？ 验证： 猜想： 可能与m 、r、ω、v有关 控制变量法 向心力的大小跟哪些因素有关？ 向心力与质量的关系 向心力的大小跟哪些因素有关？ 向心力与角速度的关系 向心力的大小跟哪些因素有关？ 向心力与半径的关系 5.向心力的大小： F=mω2r 由 v=ωr 得 注意单位 F→N ω→rad/s r→m v→m/s F=mv2/r 二 向心加速度 1.定义 做匀速圆周运动的物体，其加速度总是指向圆心，这个加速度叫做向心加速度 2.方向 指向圆心 3.意义 表示物体做圆周运动时速度方向改变的快慢 推导 牛顿第二定律 F=mω2r = =ma 结果 a=ω2r a=v2/r 依据 牛顿第二定律 4.大小 应该说角速度的大小相同时，向心加速度的大小跟半径成正比；线速度的大小相同时，向心加速度的大小跟半径成反比。 从 看，a跟r成正比，从 看，a跟r成反比。 向心加速度的大小跟半径到底成正比还是成反比？ 例1.一列火车质量为500t，拐弯时沿着圆弧形轨道前进，圆弧半径为375m，通过弯道时车速为54 km/h，火车所需要的向心力是多大？产生的向心加速度是多大？ 解：火车拐弯时v =54km/h=15m/s,m=500t=5×105kg. 向心加速度 向心力 例2.(1)线的一端系一个重物，手执线的另一端使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，当转速相同时，线长易断，还是线短易断？ O 解：拉力提供向心力，转速相同，则角速度相同，据F向心力=mω2r，线越长，F向心力越大，故线长易断。 例2.(2)如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住，随后重物以不变的速率在系线的牵引力下绕钉子做圆周运动，系线碰钉子时，钉子离重物越远线易断，还是越近线易断？ 0 解：这种情形速率不变，即v相同，据 ，线越短，需要的向心力越大，线越容易断，即钉子离重物越近线易断。 汽车拐弯 三 生活中的向心力 荡秋千 过拱桥