第二节 匀速圆周运动的向心力向心加速度.ppt

物体受到的合力与运动的关系如何？ 复习提问 ： 课 堂 小 结 一、 向心力： ⑴ 大小： ⑵ 方向： 沿半径指向圆心，是变力。 ⑶ 特点： F 与V 始终垂直, 方向不断变化。 ⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力或某个力的分力，或几个力的在半径方向的合力所提供。 * * 夏 璋 第二节 向心力向心加速度 1、当物体受到的F合=0时，物体做 匀速直线运动。 2、当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时，物体做 变速直线运动 3、当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时，物体做 曲线运动 复习回顾： 这些物体为什么会做圆周运动？ 圆周运动是变速曲线运动 运动状态（速度）改变 一定受到外力 一定存在加速度 3、若细线突然剪断，将会看到什么现象？ 2、合外力有何特点？ 1、小球受哪几个力的作用？ 轻绳栓一小球,在光滑水平面做圆周运动。 迷你实验： 思考讨论：物体所受的外力有何特点时会做圆周运动呢？ O O 结论： FN与G相抵消，所以合力为绳的拉力F。 FN G F 小球受力分析： 结论：做匀速圆周运动的物体，合外力方向始终指向圆心，与速度V的方向垂直,只改变速度的方向。 O F F F V V V O 运动分析： 3）向心力的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小. 一、向心力 1）定义：作圆周运动的物体受到一个始终指向圆心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力； 2 ）向心力的方向：与速度方向垂直，始终指向圆心（方向不断变化）即向心力永远不做功； 下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ①人造地球卫星绕地球运动时； ②物块随圆筒一起做匀速圆周运动；（如图2） ③小球在水平面内运动；（如图3） ④玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；（如图4）（不计摩擦） ⑤使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。（如图5） 图2 思考：向心力是按照性质还是按照作用效果命名的？ 2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的在半径方向的合力所提供。 1、向心力是根据力的作用效果来命名的， 不是性质的力,(也可以说不是实际存在的力)受力分析时不要重复考虑。 4、向心力的来源： ( b ) 思考：是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力，都指向圆心呢？ 匀速圆周运动的向心力就是物体受到的合外力； 非匀速圆周运动的向心力不是物体受到的合外力,而是半径方向的合力所提供。 F G 5、向心力大小 （1）体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _________________ 因素有关 质量、 半径、 角速度 （2）演示实验：用向心力演示器演示 1、F与m的关系 保持r、ω一定 保持r、m一定 2、F与r的关系 保持m、ω一定 3、F与ω的关系 M越大，F越大 r越大，F越大 ω越大，F越大 根据r,ω,v,f,T的关系可知， Fn＝mrω2 Fn＝mrω2=mv2/r =4π2mr/T2=4π2mrf2 结论：精确的实验表明：物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。即： （1）由牛顿第二定律我们知道，力决定加速度，那么向心加速度由谁产生？方向如何？ （3）怎样推导向心加速度的公式？ （2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？ 阅读后思考： 向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量。 向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同， F向 = F合= mω2r F合= m a 二、向心加速度 1、概念：向心力产生的加速度 2、方向：总是指向圆心，时刻变化是一个变加速度 3、意义：描述线速度方向变化快慢的物理量。 匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动 4、大小： 说明： 也适用于变速圆周运动(瞬时值) a =ω2r 或 a = V2/r a =ω2r 和 a = V2/r 1、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A、匀速圆周运动是一种匀速运动 B、匀速圆周运动是一种匀变速运动 C、匀速圆周运动是一种变加速运动 D、物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小 CD 课堂练习： 2、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（角速度）相同时，线长易断，还是线短易断？为什么？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下绕钉子做圆周运动。系线碰钉子时，是钉子离重物越远线易断，还是离重物越近线易断？为什么？ 或：F=m v2 r F=mω2r 二、 向心加速度: ⑴ 大小: a =ω2r 或 a = V2/r