向心力優(yōu)秀課件.完整版

1、所受合外力所受合外力_零零 什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？ “勻速勻速”的含義是什么？的含義是什么？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)是_速速曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)變變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變一定不等一定不等于于一定具有一定具有_。加速度加速度 勻速圓周的勻速圓周的加速度加速度特特點(diǎn)點(diǎn)怎樣呢怎樣呢 那么那么勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受的物體所受的合外合外力力有何特點(diǎn)？有何特點(diǎn)？一、感受向心力一、感受向心力閱讀課本閱讀課本觀察與思考觀察與思考：看看看看想想想想牽繩的手有什么感覺？牽繩的手有什么感覺？如果松手，將會(huì)如果松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？發(fā)生什么現(xiàn)象？增大或減小小物體的線速度，手的感覺有增大或減小小物體的

2、線速度，手的感覺有什么感覺？什么感覺？受到一個(gè)拉力的作用，且力的方向受到一個(gè)拉力的作用，且力的方向_變化變化不斷不斷OGNF小球受力分析：小球受力分析： ON與G相平衡，所以合力為FOFFFVVVO結(jié)論：結(jié)論：物體做勻速圓物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力周運(yùn)動(dòng)，合外力指向圓指向圓心心，且且與與_垂直垂直速度速度V1、向心力定義、向心力定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的指向圓指向圓心心的的合外力合外力。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：向心力的作用：向心力的作用：只改變線速度的方向只改變線速度的方向（或產(chǎn)生向（或產(chǎn)生向心加速度）心加速度）方向方向時(shí)刻發(fā)生變化時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速

3、度方向（始終指向圓心且與速度方向垂直）垂直）向心力是根據(jù)力的作用向心力是根據(jù)力的作用效果效果來來命名命名的，它不是具的，它不是具有確定性質(zhì)的某種力。有確定性質(zhì)的某種力。向心力通常由重力、彈力、摩擦向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的力中的某一個(gè)力某一個(gè)力，或，或幾個(gè)力的合力幾個(gè)力的合力所提供。所提供。3向心力的大小Fn= =m v2rFn= =m2rF合合manF合合Fnan = = v2rrfmrTmmvrmrvmmaFnn22222244（3 3）、對(duì)物體對(duì)物體進(jìn)進(jìn)行受力分析，行受力分析，確定確定合力合力指向指向圓圓心方向的分力心方向的分力, ,即即確定確定向心力向心力F Fn n。（2 2

4、）、 、明確明確圓圓周運(yùn)周運(yùn)動(dòng)動(dòng)平面，平面，確定確定運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)的的軌軌跡、跡、圓圓心位置心位置0 0及半徑及半徑 r（1 1）、明確研究、明確研究對(duì)對(duì)象象4、向心力來源的分、向心力來源的分析思路：析思路：圖圖2例：下列物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力分例：下列物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力分別由什么力提供？別由什么力提供？ 、人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)；、人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)；萬有引力萬有引力小球在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)；小球在光滑的水平桌面上運(yùn)動(dòng)；(如圖如圖1)小球在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；小球在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；(如圖如圖2)圖圖1細(xì)繩的拉力細(xì)繩的拉力小球重力和繩拉力的合力小球重力和繩拉力的合力5例：下列物體做

5、勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力例：下列物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力分別由什么力提供？分別由什么力提供？ 玻璃球沿碗玻璃球沿碗(透明透明)的內(nèi)壁在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；的內(nèi)壁在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)；(如圖如圖3)(不計(jì)摩擦不計(jì)摩擦)使轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體也隨之做勻速使轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體也隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)與物體間沒有相對(duì)滑動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)臺(tái)與物體間沒有相對(duì)滑動(dòng)。(如圖如圖4)圖圖3圖圖4小球重力和內(nèi)壁支持力的合力小球重力和內(nèi)壁支持力的合力臺(tái)面的靜摩擦力臺(tái)面的靜摩擦力OO思考FnFtF合合vFnFtvF合合速度增大的速度增大的圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)6變速圓周運(yùn)動(dòng)速度減小的速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)

6、動(dòng)所受的合力提供向心力，方向始終勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力提供向心力，方向始終指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，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)。物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。切向力切向力Ft ：垂直半徑方向的合力：垂直半徑方向的合力向心力向心力Fn ：沿著半徑（或指向圓心）的合力：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，改變速度的方向產(chǎn)生向心加速度，改變

7、速度的方向 可以從可以從向心加速度和向心加速度和切向加速度的角度切向加速度的角度來來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)和理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)。變速圓周運(yùn)動(dòng)。 僅有向心加速度的運(yùn)僅有向心加速度的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)具有同時(shí)具有向心加速度向心加速度和切向加速度和切向加速度的圓周的圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng)。 7變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng) FTG勻勻速圓周運(yùn)動(dòng)速圓周運(yùn)動(dòng)GGN NF F變變速圓周運(yùn)動(dòng)速圓周運(yùn)動(dòng)合力合力全部全部 提供向心力提供向心力合力合力部分部分 提供向心力提供向心力OFnFtF合合v8一一般般曲曲線線運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也

8、不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)稱為的曲線運(yùn)動(dòng)稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)一般曲線運(yùn)動(dòng)。r1r2一般曲線運(yùn)動(dòng)一般曲線運(yùn)動(dòng)各個(gè)地方的彎各個(gè)地方的彎曲程度不一樣，曲程度不一樣，如何研究？如何研究？把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的一樣，表明它們具有不同的曲率半徑曲率半徑。在分析。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。rmrvmFF22w 合合向向合合向向FF 向向合合n n3 3、

9、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、向心力的方向：向心力的方向：4 4、變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力、變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力Fn= =m v2rFn= =m r2Fn = =m r 42T 2在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合力充當(dāng)向心力在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合力充當(dāng)向心力指向圓心指向圓心改變速度的方向改變速度的方向B BB1、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤上，、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤上，有一個(gè)相對(duì)于盤靜止的物體，隨盤一起轉(zhuǎn)有一個(gè)相對(duì)于盤靜止的物體，隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，關(guān)于它的受力情況，下列說法中正確動(dòng)，關(guān)于它的受力情況，下列說法中正確的是的是 （ ）A只受到

10、重力和盤面的支只受到重力和盤面的支持持 力的作用力的作用; B只受到重力、支持力和只受到重力、支持力和靜摩擦力的作用靜摩擦力的作用; C除受重力和支持力外，還受向心力的作用除受重力和支持力外，還受向心力的作用; D受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用用.鞏固練習(xí)鞏固練習(xí)2、汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎，地面的摩擦力、汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎，地面的摩擦力已達(dá)最大，若汽車的速率增大為原來的已達(dá)最大，若汽車的速率增大為原來的2倍，倍，則汽車的轉(zhuǎn)彎半經(jīng)應(yīng)（則汽車的轉(zhuǎn)彎半經(jīng)應(yīng)（ ） A、至少增為原來的、至少增為原來的4倍倍 B、至少增至原來的、至少增至原來的2倍倍 C、減小到

11、原來的、減小到原來的2倍倍 D、減小到原來的、減小到原來的1/2倍倍A解：地面的摩擦力提供汽車轉(zhuǎn)彎的向心力，解：地面的摩擦力提供汽車轉(zhuǎn)彎的向心力，由由f=m2/r知：知：f2/r，即，即r應(yīng)增至原來應(yīng)增至原來4倍。倍。3、用長度不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子各栓、用長度不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子各栓著一質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周著一質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則：運(yùn)動(dòng)，則： （ ） A、兩小球以相同線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長繩易斷、兩小球以相同線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長繩易斷 B、兩小球以相同角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷、兩小球以相同角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷 C、兩小球以相同角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，

12、長繩易斷、兩小球以相同角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長繩易斷 D、不管怎樣都是短繩易斷。、不管怎樣都是短繩易斷。C4、汽車?yán)@半經(jīng)為、汽車?yán)@半經(jīng)為24m的水平圓弧至多能以的水平圓弧至多能以12m/S的速率運(yùn)動(dòng)，求地面和車輪的動(dòng)摩擦因素的速率運(yùn)動(dòng)，求地面和車輪的動(dòng)摩擦因素=？解：解：mg=m2/r=2/gr=122/2410=0.6例例1：一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果保：一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果保持半徑不變，使每秒轉(zhuǎn)速增加到原來的持半徑不變，使每秒轉(zhuǎn)速增加到原來的2倍倍所需向心力就比原來大所需向心力就比原來大3N，則物體原來的向，則物體原來的向心力為多大？心力為多大？1N例例2：A、B兩球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

13、，兩球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A球質(zhì)球質(zhì)量為量為B球的球的3倍，倍，A球在半徑球在半徑25cm的圓周上的圓周上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，B球在半徑球在半徑16cm的圓周上運(yùn)動(dòng)，的圓周上運(yùn)動(dòng)，A球球轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速為30r/min，B球轉(zhuǎn)速為球轉(zhuǎn)速為75r/min，求，求A球所受向心力與球所受向心力與B球所受向心力之比。球所受向心力之比。解：解：212215AABBABABBATTnnTnTn223 25 2 231 16 5 54ABA AABB Bm rFFm r 向向討論與交流討論與交流如圖，取一條細(xì)繩，一端如圖，取一條細(xì)繩，一端系一個(gè)小球，另一端用手系一個(gè)小球，另一端用手揮動(dòng)細(xì)繩，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受幾個(gè)揮動(dòng)細(xì)繩，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受幾個(gè)力的作用？可以說小球受到重力、繩的拉力和向力的作用？可以說小球受到重力、繩的拉力和向心力三個(gè)力的作用嗎？為什么？心力三個(gè)力的作