第2节匀速圆周运动的向心力和向加速度.ppt

复习提问 那么匀速圆周运动的物体所受的外力有何特点？加速度又怎样呢？ 曲线运动 一定受到外力 一定存在加速度 问题：物体做曲线运动的条件是什么？ 物体所受的合外力与物体的速度方向不在同一直线上。 匀速圆周运动 速度方向改变 细线连接小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，回答问题： 1.小球受到哪些力作用？各个力的方向如何？ 2.合力是哪个力？合力的方向有何特点？ 新课导入： O G N F 对小球受力分析： O N与G相平衡，所以合力为F。 O F F F v v v O 结论：小球做匀速圆周运动时合外力指向圆心，且与速度v垂直。 实例一：卫星绕行星作匀速圆周运动 结论： 做匀速圆运动的卫星，合外力方向指向圆心（地心），与速度v垂直 v F F F v v 实例二：细绳悬吊一小球,小球在水平面 上做匀速圆周运动 结论：做圆锥摆运动的小球，合外力方向指向圆心，与速度v垂直。 G F合 F2 F1 F （一）向心力 1.定义：做圆周运动的物体受到沿半径方向指向圆心的合力，叫做向心力。 做匀速圆周运动的物体所受到的合力指向圆心，即：合力提供向心力。 2.特点：方向始终与v垂直，指向圆心：且方向时刻发生变化，是变力。 （物体做匀速圆周运动的条件） 3.向心力的来源 卫星绕行星匀速圆周运动 重力是向心力 G Ff Ff 物体紧贴圆桶内壁一起匀速转动 F 物体随圆盘一起匀速圆周运动 弹力是向心力 G FN 向心力由重力、弹力、摩擦力等中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。 摩擦力是向心力 （向心力是根据效果命名） FN 4.向心力的作用效果: O F F F v v v O 向心力始终与速度方向垂直，只改变线速度v的方向,不改变线速度v的大小。 （二）向心力的大小 通过体验，向心力与哪些因素有关： 1. 改变质量，向心力大小如何变化？ 2.改变转速，向心力大小如何变化？ 3. 改变半径，向心力大小如何变化？ 1、决定向心力的因素： 质量、圆周运动半径、运动快慢 2、实验演示 向心力演示仪介绍 G N F 小球圆周运动时的受力分析 实验探究 数据记录（记录数据的表格设计及数据记录） 实验结论 向心力大小 改变的物理量 控制变量 ω、r不变 m改变 ω、m不变 r改变 m、r不变 ω改变 F向∝m F向∝r F向∝ω2 F向∝mω2r 取国际单位时F向=mω2r 3、向心力的大小 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。 【讨论】 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？ （三） 向心加速度 ⒈ 定义: 由向心力产生的加速度叫向心加速度。 ⒊ 物理意义: 它是描述速度方向变化快慢的物理量。 （2）方向：沿半径指向圆心，时刻变化； 匀速圆周是变加速运动。 2.大小和方向 （1）大小：根据牛顿第二定律 知： 阅读课本p29.《发展空间》 【基本思路】 实验 向心力 向心加速度 牛顿第二定律 动力学： 运动学： 运动状态的改变 向心加速度 牛顿第二定律 向心力 （四）向心力、向心加速度的瞬时性 向心力和向心加速度也适用于一般圆周运动，求解质点在圆周的某一点时向心力和向心加速度的大小时，必须用该点的瞬时速度值。 A.木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力．方向指向圆盘中心 C.因为木块与圆盘一起做匀速转动，所以它们之间 没有摩擦力 D.因为摩擦力总是阻碍物体运动的，所以木块受到 圆盘对它的摩擦力的方向与木块运动方向相反 如图6.7—5所示，一圆盘可以绕一个通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一木块，当圆盘匀速转动时，木块随圆盘一起运动，那么 ( ) B 问题讨论