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讲课 第五节向心力1
4、说明: 1) a是变量.方向时刻改变。 2) a描述的是线速度方向变化的快慢 2.物体随着水平圆盘一起做匀速圆周运动 G FN Ff FN与G相平衡, 静摩擦力Ff 提供向心力 * 实验是科学之父 ---戴伯韬 第五节 向心力 向心加速度 第五章 曲线运动 学习目标 1、理解向心加速度和向心力的概念 2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。 3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。 一.匀速圆周运动 1.定义: 2.“匀速”指的是 质点沿圆周运动,如果 速率恒定 复习 在相等的时间里通过的圆弧长度相同。 二.关系式 线速度V= 角速度ω= 两者关系V= 周期与频率T= 频率与转速 f = S/t=2πr/T ωr 1/f n 都用国际单位 提出问题→猜想与假设→设计实验→实验探究→分析与论证→交流与合作→得出结论 课堂主线 预习课文并思考: 做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点?加速度如何? 做一做:水流星 水平转盘 绳拉小球 理想实验:在光滑水平桌面上,绳的一端拴住一个小球,绳的另一端固定于桌上,使小球做匀速圆周运动。 讨论:1.合外力是怎样的? 2.这个力的方向有什么特点? 3.这个力起什么作用? 在光滑水平面做匀速圆周运动 G FN F拉 O 结论: 拉力提供了合力,方向始终指向圆心,称为向心力;不改变速度的大小(F切=0),只改变速度的方向(F向与V垂直)。 体验向心力的大小: 用细线连结的质量较小的钢球、木球,拉住绳的一端,让小球尽量做匀速圆周运动,细线接近水平时,拉力近似等于向心力: 1.改变 2.改变 3.改变 实验探究 转动快慢 (使m、r相同) 细线长短 (使m、ω相同) 小球质量 (使ω、r相同) 改变 猜想:向心力可能与什么因素有关。 m、V、T、r、 f、n 用向心力演示器来验证 弹簧测力套筒 转动手柄 长 槽 短 槽 小球 三层变速塔轮 标尺 挡板 弹簧测力套筒 两塔轮:皮带相连边缘各点线速度大小相等。 r同 ω同 ω与r成反比 r1 r2 r1 r2 使用方法:匀速转动手柄,可以使塔轮、长槽、短槽匀速转动,槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒下降,标尺上露出的红白相间等分格可显示出两个球所受向心力的比值。 实验操作: 用两个相同的钢球和一个铝球,通过控制变量法研究质量m、半径r、角速度ω与向心力F的关系。 控制变量法 某个事物由多个因素(变量)相影响和制约时,将其它的因素进行控制(使之相等、相同,即影响相同),而只改变其中的某一个因素,从而研究这个因素对事物的影响的方法。 它是科学探究中的重要思想方法. m和r相同 ω和m相同 ω和r相同 向心力F 变量 相同量 F ∝ m F ∝ F ∝ r ω2 实验结果:精确测量数据可得向心力大小为 根据V=rω可得 一、向心力 1、定义:做匀速圆周运动的物体所受的 2、作用效果: 3、方向: 4、七公式: 指向圆心的合力。 只改变速度的方向,不改变速度的大小。 始终指向圆心 F = = = = = = = 向心力七公式 v ω T f n a ω、v F = =m ω 2r= =m4л2f2r=m4л2n2r =m ω v = ma mv2 r m4л2r T2 向心力七公式 4、说明 (1)向心力是效果力,它可以是某一个力(重力、弹力、摩擦力)或几个力的合力,也可以是某个力的分力。 (2)向心力是变力。 二、向心加速度 1、定义: 2、方向: 3、七公式: a 二、向心加速度 1、定义: 2、方向: 3、七公式: 做匀速圆周运动的物体沿半径指向圆心的加速度. 总是沿半径指向圆心. a 七公式: a= = = =4л2f2r=4л2n2r = ω v =F/m 4л2r T2 ω 2r v2 r 三、试分析向心力来源 1.卫星绕地球做匀速圆周运动 V F 万有引力F提供向心力 *
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