《切向力向心力》PPT課件.ppt

第7節(jié) 切向力，向心力,F,O,Fn,Ft,v,切向力,法向力（勻速圓周運(yùn)動(dòng)中又叫向心力）,F合=ma,Fx合=max,Fy合=may,Ft=mat,Fn=man,an,at,a,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,切向力（Ft）,只改變速度的大小，不改變速度的方向,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,向心力（Fn）,2、方向：,1、定義：,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體指向圓心的合力，這個(gè)力叫做向心力。,總指向圓心，與速度垂直，方向不斷變化。,3、向心力的大小,只改變速度的方向，不改變速度的大小。,4、作用,向心力的來(lái)源,總結(jié)：,向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。,向心力的來(lái)源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。,(3)向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說(shuō)物體受到向心力的作用 ，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。,思考：,怎么樣使做圓周運(yùn)動(dòng)的物體 速度變大、變小、不變？,F,O,Fn,Ft,v,速度增大的圓周運(yùn)動(dòng),速度減小的圓周運(yùn)動(dòng),切向力Ft ：切線方向的合力 向心力Fn ：沿著半徑（或指向圓心）的合力,產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小,產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。,O,F,F,F,V,V,V,O,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。,當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力指向圓心時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。,一般曲線運(yùn)動(dòng)各個(gè)地方的彎曲程度不一樣，如何研究？,把曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做圓周運(yùn)動(dòng)的一部分。,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,（2011安徽）一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來(lái)代替。如圖（a）所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為 ：通過(guò)A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑叫做A點(diǎn)的曲率半徑?，F(xiàn)將一物體沿與水平面成角的方向已速度0拋出，如圖（b）所示。則在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是( ) A B C D,物體在其軌跡最高點(diǎn)P處只有水平速度，其水平速度大小為v0cos，,所以在其軌跡最高點(diǎn)P處的曲率半徑是,C,圓周運(yùn)動(dòng)的解題方法,（1）確定軌道平面，圓心，半徑,（2）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，找出向心力,（3）利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律列方程，解方程,軌道平面有：水平面，豎直面，斜面,圓心一定在軌道平面內(nèi),更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,質(zhì)量為m小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。,小球受力：,解：,L,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,由牛頓第二定律：,即：,水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),豎直方向:Ncosmg 水平方向:Nsin=m2r,豎直方向:Ncosmg 水平方向:Nsin=m2Rsin,練習(xí)：沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，求角速度,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,D,FN mg = mv2/r,f = mat,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為 l 的線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方處有一光滑的釘子O，把小球拉到右側(cè)某一位置釋放，當(dāng)小球第一次通過(guò)最低點(diǎn)P時(shí)： A、小球速率突然減小 B、小球角速度突然增大 C、小球向心加速度突然增大 D、擺線上的張力突然增大,BCD,斜面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),斜面光滑,L,m,關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的合力，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A.圓周運(yùn)動(dòng)的合力方向一定指向圓心 B.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力方向一定指向圓心 C.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力一定不變 D.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力大小一定不變,BD,更多資源盡在 飛鷗網(wǎng) ,4.質(zhì)量為m的球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸于天花板的O點(diǎn)，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直線成角，則以下正確的是 A.擺球受重力、拉力和向心力的作用 B.擺球只受重力、拉力的作用 C.擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為mgtan D.擺球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為gtan,BCD,解析：小橡皮受力如圖,小橡皮恰不下落時(shí)，有： f=mg 其中：f=FN 由向心力公式：Fn=mr2 解以上各式得：,5.如圖,半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？,如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 ( ) A.球A的線速度一定大于球B的線速度 B.球A的角速度一定小于球B的角速度 C.球A的運(yùn)動(dòng)周期一定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D.球A對(duì)筒壁的壓力一定大于球B對(duì)筒壁的壓力,mg,N,F,AB,實(shí)驗(yàn),用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,1.實(shí)驗(yàn)原理,F合=mgtan,G,F,F合,Fn=m2r,問(wèn)題討論,1、如何測(cè)量tan? 2、如何測(cè)量？ 3、如何測(cè)量半徑？,2.測(cè)量問(wèn)題,小球質(zhì)量,勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期,懸掛點(diǎn)到圓心豎直高度 ,天平,秒表,刻度尺,勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑,刻度尺,問(wèn)題討論:,本實(shí)驗(yàn)是否一定要測(cè)量小球質(zhì)量與圓周半徑？,做一做,實(shí)驗(yàn)器材: 小球 空心圓珠筆桿 細(xì)線 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì): 細(xì)線穿過(guò)筆桿，一端拴小球，另一端用手牽住，用力轉(zhuǎn)動(dòng)筆桿使小球做圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線的拉力近似的看成是小球的向心力 實(shí)驗(yàn)過(guò)程: (1)在和不變時(shí),改變m (2)在m和不變時(shí),改變 (3)在m和不變時(shí),改變,向心力 1、向心力 大小：Fn =mv2/r= m2r= m (2/T) 2r= mv 作用：改變線速度的方向 2、會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源： 指向圓心的合力.