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分析向心力来源的思路 介绍: 向心力演示仪 介绍: 向心力演示仪 介绍: 向心力演示仪 * 第六章 曲线运动 6.7 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.做圆周运动的物体的受力有什么特点？ 受力的方向和大小如何确定？ 观察 观察 在光滑水平面上运动的小球 小球受力分析 O G N F O O F F F V V V O 结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向 圆心，且与______垂直 速度V N与G相平衡，所以合力为F. 向心力的特点 ②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度） ③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。 ①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直） 定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。 判断向心力 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； 万有引力 判断向心力 下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ②小球在光滑的水平桌面上运动； 细绳的拉力 判断向心力 图2 下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ③小球在水平面内运动； G T F θ 小球重力和绳拉力的合力 G Ff FN 判断向心力 下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ ②滚筒洗衣机中物体跟着滚筒转动； 筒壁的支持力 小结 1.明确研究对象 2.确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置 3.进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。 向心力的大小与哪些物理量有关呢？ 思考讨论 公式：Fn = mω2r = mv2/r = mr(2π/T)2 向心力的大小 一. 用向心力演示器验证 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 演示仪 两个验证实验 圆锥摆 G FN 小 球 静 止 手 推 档 板 G 匀 速 圆 周 运 动 FN F′ F 二实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 1、实验的基本原理？ 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 2、实验需要的器材？ 钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺 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 m？r？v？θ？ m、r、转n圈数所用时间t、h 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 实验数据记录 5 4 3 2 1 合力F合/ N 正切值tanθ 高度h/m 向心力Fn/N 线速度v/m·s-1 转__圈时间t/s 半径r/m 受力角度求合力F合 运动角度求向心力Fn 实验次数 阅读课本P53－P54思考回答以下问题： 1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？ 2、怎么分析研究一般的曲线运动？ 变速圆周运动和一般曲线运动 做变速圆周运动的物体所受的力 F Fn Ft Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. 加速 变速圆周 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径.注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了. r1 r2 处理一般曲线运动的方法 小结 3、向心力的大小 2、向心力的作用效果：改变速度的方向 1、向心力的方向：指向圆心 4、向心力的来源 Fn=m v2 r Fn=m rω2 Fn =m r 4π2 T 2 在匀速圆周运动中，合力充当向心力 *