向心力完整PPT课件.ppt

衡铁一中 罗文忠 2010年04月 ⑴ 大小: ⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。 知识回顾 向心加速度 V 向心力 做匀速圆周运动的物体具有向圆心加速度。根据牛顿第二定律，产生向心加速度的原因一定是物体受到了指向圆心的合力。 把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律，可得： 1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外 力，叫向心力。 2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。时刻发生变化，是 变力。 注意： 1、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，或几个力的合力所提供。 2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。 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外 力，叫向心力。 2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。时刻发生变化，是 变力。 向心力 3.大小： 4.效果：只改变速度的方向,不改变速度的大小 视频：匀速圆周运动的向心力 r θ O 用圆锥摆粗略验证向心力表达式 实 验 r θ O 用圆锥摆粗略验证向心力表达式 实 验 r θ O 用圆锥摆粗略验证向心力表达式 1、细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，使它沿纸上某个圆周运动，随即手与钢球分离。 实 验 2、用秒表记录钢球运动若干圈的时间，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径。钢球的质量可由天平测出。于是可以算出向心力。 G F合 F r θ O 用圆锥摆粗略验证向心力表达式 实 验 G F合 F 4、比较两个方法得到的向心力，看它们是否相等。 3、钢球在水平面内做匀速圆周运动时，重力和线的拉力的合力提供向心力为： mgtanθ ,测出圆半径r和小球距悬点的竖直高度h，两者之比为tanθ，用天平测出质量，则可求得合力F的值。 实验时，rA＝40cm，rB＝80cm，每秒钟喊口令2次。 操作一：手握A，每秒1周； 操作二：手握B，每秒1周； 操作三：手握A，每秒2周； 比较一和二：ω相同，F 跟 r 成正比 比较二和三： v 相同，F 跟 r 成反比 做一做 实 验 用向心力演示器验证向心力表达式（视频） 实 验 用向心力演示器验证向心力表达式 方法:控制变量法 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大，F也大 r大，F也大 ω大，F也大 变速圆周运动和一般的曲线运动 O F Ft O Fn 线速度大小变化的圆周运动为变速圆周运动。 做变速圆周运动的物体受到的合外力F不是指向圆心，根据力F产生的效果可以分解为两个互相垂直的分力：跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。 跟圆周相切的分力Ft产生的加速度叫切向加速度。它只改变速度大小，不改变速度方向。 指向圆心的分力Fn产生的加速度就是向向加速度。它只改变速度方向，不改变速度大小。 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。 变速圆周运动和一般的曲线运动 研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作是圆周运动的部分。 例1、请分析以下圆周运动物体的受力，并分析向心力的来源。 O 线系小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。 转盘匀速转动，物体相对于转盘静止。 ? 例1、请分析以下圆周运动物体的受力，并分析向心力的来源。 摩托车在桶上做匀速圆周运动。 例1、请分析以下圆周运动物体的受力，并分析向心力的来源。 圆筒匀速转动,物体相对于圆筒静止。 小球在光滑圆锥表面做匀速圆周运动。 例2、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，如图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是哪个？ 例3、质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成θ角，则以下正确的是 A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球只受重力、拉力的作用 C.摆球做匀速圆周运动的向心力为 D.摆球做匀速圆周运动的周期为 ? 练习1、用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 在线速度一定情况下，线越长越易断 A 在线速度一定情况下，线越短越易断 B 在角速度一定情况下，线越长越易断 C