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第六章圆周运动
第2节向心力物理
学科
目录1、课堂导入2、学习目标3、探究新知4、学习总结5、课堂练习
游乐场里有各种有趣的游戏项目。其中,空中飞椅因其刺激性而深受很多年轻人的喜爱。飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中,受到了哪些力?所受合力的方向有什么特点?
1.理解向心力的概念,知道它是根据力的作用效果命名的。2.知道向心力大小与哪些因素有关,会分析向心力的来源,并能用表达式进行有关计算。3.了解一般曲线运动的处理方法。
小球受哪些力?合外力有何特点?想一想轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。看一看绳子的拉力(弹力)提供向心力一、向心力
一、向心力例1:圆盘上的物体随圆盘一起做匀速圆周运动摩擦力提供向心力
一、向心力例2:月球绕地球近似做匀速圆周运动地球引力提供向心力
2、方向:3、来源:向心力可能是重力或弹力或摩擦力,或者是某个力的分力,还可能是它们的合力。沿半径指向圆心,即垂直于质点的运动方向(线速度方向)方向时刻发生变化,是变力。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作向心力,符号:Fn。一、向心力
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。注意:4、作用效果:只改变v的方向,不改变v的大小OFFFvvvO1、因为有了向心力,物体才做圆周运动,而不是由于做圆周运动而产生了向心力。一、向心力
例1、画出下列物体所受的向心力F拉GF拉GNfGNF向=F拉F向F向=fGNF向
11分析向心力来源的思路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。
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_______________________________有关。物体质量、轨道半径、运动快慢(2)演示实验:用向心力演示器演示控制变量法。一、向心力方法:
一、向心力观看视频
(4)向心力大小Fn=_______=_______。mω2r(3)实验结论物体做圆周运动需要的向心力跟物体的质量成正比,跟半径成正比,跟角加速度的二次方成正比。注意:此公式既适用于匀速圆周运动,也适合于变速圆周运动。一、向心力
例2、质量为m的小球做圆锥摆时细绳长L,与竖直方向成θ角,求小球做匀速圆周运动的角速度ω.解:小球受力:θL由向心力公式:O’OmgTF
一、向心力观看视频
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问题探究1、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?
1、变速圆周运动所受的合外力产生两个效果:FFnFt加速产生切线方向加速度而改变速度大小.产生向心加速度而改变速度方向.(1)半径方向的分力:(2)切线方向的分力:二、变速圆周运动和一般曲线运动
匀速圆周运动变速圆周运动合外力就是向心力合外力不再指向圆心匀速圆周运动与变速圆周运动所受合外力有何区别?二、变速圆周运动和一般曲线运动
2、处理一般曲线运动的方法:r1r2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轨道半径.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.二、变速圆周运动和一般曲线运动
(1)向心力的方向时刻指向圆心,方向不断变化。()(2)物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力。()(3)做匀速圆周运动的向心力是恒力。()(4)向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向。()(5)做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力。()(6)物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大。()1、判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”)√×√×××
解析:向心力是根据力的作用效果命名的,故选项A错误;由于向心力指向圆心,与线速度方向始终垂直,所以它的效果只是改变线速度方向,不会改变线速度大小,故选项B、D错误,选项C正确。2、关于做匀速圆周运动物体的向心力,下列说法正确的是()A.向心力是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的B.向心力与速度方向不一定始终垂直C.向心力只能改变线速度的方向D.向心力只改变线速度的大小C
3、如图所示,小球在一细绳的牵引下,在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况,下列说法正确的是 ()A.只受重力和支持力的作用B.只受重力和向心力的作用C.只受重力、支持力和拉力的作用D.只受重力、支持力、拉力和向心力的作用C
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5、在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动
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