向心力(精品).ppt

做一做 实验器材: 小球 空心圆珠笔杆 细线 实验设计: 细线穿过笔杆，一端拴小球，另一端用手牵住，用力转动笔杆使小球做圆周运动，细线的拉力近似的看成是小球的向心力 实验过程: (1)在Υ和ω不变时,改变m (2)在m和ω不变时,改变Υ (3)在m和Υ不变时,改变ω * 5.6 向心力 思考 1、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？ 2、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。 3.做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？ 受力的方向和大小如何确定？ 回顾 做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心，这个加速度称为向心加速度 an 方向始终指向圆心 an 哪来的？即an 是如何产生的？ 根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。 向心力 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力，叫向心力。 4、效果：只改变v 的方向，不改变v的大小。 3、方向：始终指向圆心(与v 垂直);是变力 2、符号：Fn 因为在运动方向上所受的合外力为0,这个方向上的加速度也为0,所以速度大小不变,只改变速度方向。 向心力是不是一种新的性质力？即向心力是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力？ 分析 O F引 F合＝F引 ＝Fn 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 O G N T 竖直方向上N＝G，故T即为合力 F合＝T ＝Fn 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 分析 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动 小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？ r θ O G F合 T 结论: 向心力由重力G和弹力T的合力提供 思考： G f N 滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时； 向心力由什么力提供？ 分析 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 说明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时, 不能多出一个向心力。 F合＝Fn 2、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力） 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 向心力的大小与哪些物理量有关呢？ 体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _______________有关 质量、 半径、 角速度 向心力的大小 Fn=m v2 r Fn=mω2r F合＝man 向心力大小与多个物理量有关，在分析向心力与某一物理量的关系时，要注意什么？ 当m、v不变时，Fn与r成反比；当m、r不变时，Fn与v2成正比。 当m、ω不变时，Fn与r成正比；当m、r不变时，Fn与ω2成正比. 能否利用实验粗略地验证向心力的表达式？ F合＝Fn an = v2 r 一、用向心力演示仪验证 方法:控制变量法(F与m , r, ω) 1.F与m的关系 保持r、ω一定 保持m 、 ω一定 2.F与ω的关系 保持m、r一定 3.F与r的关系 m大，F也大 ω大，F也大 r大，F也大 两个验证实验 1、实验的基本原理？ 2、实验需要的器材？ 钢球、细线、白纸、 r O O θ l h FT G F合 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？ F合＝mg tanθ 小球所需向心力 Fn=m v2 r 秒表、直尺 二用圆锥摆验证 从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较 验证：g/h=(2πn/t)2 转n圈数所用时间t、h 实验数据记录 t g/h 第二次 第三次 第一次 (2πn/t)2 n h 物理量 二用圆锥摆验证 验证：g/h=(2πn/t)2 注意事项 r O O θ l h 1、h 并不等于纸面距悬点的高度 2、小球与纸面不能接触 3、测 t 时不能太久 4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动 小结 大小 作用效果:只改变速度的方向 方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力 来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中) Fn=m v2 r Fn=mω2r Fn =m r 4π2 T 2 飞机在水平面内盘旋 几种常见的圆周运动 O θ ω ω m O θ l m 竖直方向:Tcosθ＝mg 水平方向:F合=mω2l sinθ 竖直方向:F升 cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r O r T mg F合 mg F合 F升 θ F合＝mg tanθ 几种常见的圆周运动 θ O O R ω θ ω θ m m 竖直方向:N cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r O r 竖直方向：N cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ mg N F合 mg N F合 F合＝mg tanθ O 几种常见的圆周运动 ω mg