高一55向心加速度(人教版)

1、上周教學(xué)反思上周教學(xué)反思 上周按計(jì)劃完成圓周運(yùn)動(dòng)的教學(xué)，從周清看，學(xué)生在綜合運(yùn)用方面很薄弱，在今后的教學(xué)中應(yīng)該加強(qiáng)綜合運(yùn)用的能力培養(yǎng)。同時(shí)，本周的課堂上還要適當(dāng)?shù)某槌鰰r(shí)間進(jìn)行復(fù)習(xí)和練習(xí)，讓學(xué)生盡快掌握?qǐng)A周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。第五章第五章 曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng) 第五節(jié)第五節(jié) 向心加速度向心加速度人教版必修人教版必修2雙柏一中高一物理組雙柏一中高一物理組 韓高海韓高海1.理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的速度變化量和向心加速理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的速度變化量和向心加速度的概念度的概念 2知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系知道向心加速度和線速度、角速度的關(guān)系式式 3能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題能夠運(yùn)用向心加速度公式求

2、解有關(guān)問題 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn): 勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度，能夠運(yùn)用向心加速度公式求解有關(guān)問題。 學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn): 向心加速度的導(dǎo)出過程，領(lǐng)會(huì)推導(dǎo)過程中用到的數(shù)學(xué)方法一、對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的認(rèn)識(shí)一、對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)中加速度的認(rèn)識(shí)1圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向不斷改變，一定是圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向不斷改變，一定是_運(yùn)動(dòng)，必定運(yùn)動(dòng)，必定有有_2實(shí)例分析實(shí)例分析實(shí)例實(shí)例地球繞太陽做地球繞太陽做(近似的近似的)勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)光滑桌面上的小球由于細(xì)光滑桌面上的小球由于細(xì)線的牽引，繞桌面上的圖線的牽引，繞桌面上的圖釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)釘做勻速圓周運(yùn)動(dòng)受力受力分析分析地球受太陽的引力，地

3、球受太陽的引力，方向指向方向指向_，即地球軌跡的即地球軌跡的_小球受小球受_、_、_三個(gè)力，合力總是指三個(gè)力，合力總是指向向_加速度加速度分析分析由牛頓第二定律知，加速度方向與其合外力方由牛頓第二定律知，加速度方向與其合外力方向相同，指向向相同，指向_太陽中心圓心重力支持力拉力圓心圓心變速加速度第一課時(shí)第一課時(shí)想一想想一想勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度不變的曲線運(yùn)動(dòng)嗎？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度不變的曲線運(yùn)動(dòng)嗎？答案答案不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度總是指向圓心，所以其不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度總是指向圓心，所以其方向不斷變化方向不斷變化二、向心加速度二、向心加速度1定義：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向定義：

4、任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向_3方向：沿半徑方向指向方向：沿半徑方向指向_，與線速度方向，與線速度方向_ 答案答案他們兩人的觀點(diǎn)都不準(zhǔn)確當(dāng)他們兩人的觀點(diǎn)都不準(zhǔn)確當(dāng)v一定時(shí)，一定時(shí)，an與與r成反比；當(dāng)成反比；當(dāng)一定時(shí)，一定時(shí)，an與與r成正比成正比2r圓心圓心垂直提問：什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)?“勻速”的含義是什么？討論：那么物體所受的外力沿什么方向？加速度又怎樣呢？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速變加速曲線運(yùn)動(dòng)變加速曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變一定受到外力一定存在加速度(1)圖圖5.51中的地球受到什么力的作用中的地球受到什么力的作用?這個(gè)力可這個(gè)力可能沿什么方向能沿什么方向?(2)圖圖5.52中的小球受到

5、幾個(gè)力的作用中的小球受到幾個(gè)力的作用?這幾個(gè)力這幾個(gè)力的合力沿什么方向的合力沿什么方向?圖5.5-1圖5.5-2地球公轉(zhuǎn)地球圍繞太陽轉(zhuǎn)地球圍繞太陽轉(zhuǎn)輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其受到的合力指向圓心到的合力指向圓心由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：F合合=ma當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其加速度也是指向圓心的速度也是指向圓心的 怎樣定量計(jì)算向心加速度怎樣定量計(jì)算向心加速度的大小呢的大小呢？學(xué)生小實(shí)驗(yàn)學(xué)生小實(shí)驗(yàn)步驟一：拉住繩子一端，使小拉住繩子一端，使小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。觀察

6、與思考：觀察與思考：1、小球受到哪些力作用？合外力是哪個(gè)力？這小球受到哪些力作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？生答：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力生答：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力或合外力指向圓心?；蚝贤饬χ赶驁A心。2、我們這節(jié)課討論向心加速度，而這里、我們這節(jié)課討論向心加速度，而這里卻在討論物體受力情況，這不是卻在討論物體受力情況，這不是“南轅北南轅北轍轍”了嗎？了嗎？生答：由牛頓第二定律知，知道了生答：由牛頓第二定律知，知道了合外合外力力就可以推出就可以推出加速度加速度，那么物體的加速，那么物體的加速度也指向圓心度也指向圓心3、“任何任何物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

7、加速度物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度都指向圓心都指向圓心”嗎嗎?分析生活中圓分析生活中圓周運(yùn)動(dòng)例子：周運(yùn)動(dòng)例子： 下面我們要從加速度的定義下面我們要從加速度的定義a= v/t進(jìn)行一般性的討論進(jìn)行一般性的討論一、速度的變化量一、速度的變化量1、如果初速度、如果初速度v1和末速度和末速度v2在同一方向上，在同一方向上，如何表示速度的變化量如何表示速度的變化量v? v是矢量還是是矢量還是標(biāo)量？標(biāo)量？甲甲V1V VV2（1）v1 v2 （如圖乙）（如圖乙）2、如果初速度、如果初速度v1和末速度和末速度v2不在同一直線不在同一直線上，如何表示速度的變化量上，如何表示速度的變化量v?V1V VV2 速度的變化

8、量速度的變化量v與初速度與初速度v1和末速度和末速度v2的的關(guān)系：關(guān)系：從同一點(diǎn)作出物體從同一點(diǎn)作出物體在一段時(shí)間在一段時(shí)間的始的始末兩個(gè)速度的矢量末兩個(gè)速度的矢量v1和和v 2，從初速度矢量，從初速度矢量v1的末端作一個(gè)矢量的末端作一個(gè)矢量v至末速度矢量至末速度矢量v2的末端，的末端，矢量矢量v就等于速度的變化量。就等于速度的變化量。速度的變化量：速度的變化量：探究：探究：設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r r的圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻位的圓周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻位于于A A點(diǎn)，速度為點(diǎn)，速度為V VA A，經(jīng)過時(shí)間后位于經(jīng)過時(shí)間后位于B B點(diǎn)，速度為點(diǎn)，速度為V VB B，質(zhì)點(diǎn)速度的變化量沿什么方向？質(zhì)點(diǎn)速度

9、的變化量沿什么方向？圖5.5-3注意：1 1、 V VA A 、V VB B的長度是否一樣？的長度是否一樣？2 2、V VA A平移時(shí)注意什么？平移時(shí)注意什么？3 3、v/v/t t表示什么？表示什么？4 4、v v與圓的半徑平行嗎？在什么與圓的半徑平行嗎？在什么條件下，條件下，v v與圓的半徑平行？與圓的半徑平行？結(jié)論：當(dāng)結(jié)論：當(dāng)t很小很小時(shí)，很小很小時(shí)，v指向圓心指向圓心 二、向心加速度二、向心加速度1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體體加速度指向圓心加速度指向圓心這這個(gè)加速度稱為向心加速個(gè)加速度稱為向心加速度度 vVLra= v/tV = L /t22nrrvar圖5.5-4思考

10、：思考：從公式從公式a=v2/r看看,向心加速度與圓周向心加速度與圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比；從公式運(yùn)動(dòng)的半徑成反比；從公式a=rw2看，向心看，向心加速度與半徑成正比，這兩個(gè)結(jié)論是否矛加速度與半徑成正比，這兩個(gè)結(jié)論是否矛盾？盾？1) 1) 在在y=kxy=kx這個(gè)關(guān)系式中，說這個(gè)關(guān)系式中，說y y與與x x成正比，成正比，前提是什么？前提是什么？2) 自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)輪子的自行車的大齒輪、小齒輪、后輪三個(gè)輪子的 半徑不半徑不一樣，它們的邊緣上有三個(gè)點(diǎn)一樣，它們的邊緣上有三個(gè)點(diǎn)A、B、C。其中哪兩點(diǎn)向。其中哪兩點(diǎn)向心加速度的關(guān)系適用于心加速度的關(guān)系適用于“向心加速度與半徑向心加速度與

11、半徑 成正比成正比”，哪兩點(diǎn)適用于哪兩點(diǎn)適用于“向心加速度與半徑向心加速度與半徑 成反比成反比”？ARABCRBRC【例例1】關(guān)于向心加速度，下列說法正確的是關(guān)于向心加速度，下列說法正確的是()A向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量向心加速度是描述線速度大小變化快慢的物理量B向心加速度是描述線速度的方向變化快慢的物理量向心加速度是描述線速度的方向變化快慢的物理量C向心加速度時(shí)刻指向圓心，方向不變向心加速度時(shí)刻指向圓心，方向不變答案答案B一一、對(duì)向心加速度的理解對(duì)向心加速度的理解 1物理意義物理意義：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體速度方向改變快慢的：描述做圓周運(yùn)動(dòng)的物體速度方向改變快慢的物理量物理量

12、2方向方向：總是指向圓心，即向心加速度的方向與速度方向垂：總是指向圓心，即向心加速度的方向與速度方向垂直，時(shí)刻在變化，因此勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng)直，時(shí)刻在變化，因此勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速曲線運(yùn)動(dòng)第二課時(shí)第二課時(shí)二、向心加速度公式的理解及有關(guān)計(jì)算二、向心加速度公式的理解及有關(guān)計(jì)算2向心加速度的每個(gè)公式都涉及三個(gè)物理量的變化關(guān)系，所向心加速度的每個(gè)公式都涉及三個(gè)物理量的變化關(guān)系，所以必須在某一物理量不變時(shí)，才可以判斷另外兩個(gè)物理量以必須在某一物理量不變時(shí)，才可以判斷另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系在之間的關(guān)系在v一定的情況下，可認(rèn)為物體的向心加速一定的情況下，可認(rèn)為物體的向心加速度度an與與r成反比；

13、而在成反比；而在一定的情況下，可認(rèn)為物體的向心一定的情況下，可認(rèn)為物體的向心加速度加速度an與與r成正比成正比【例例2】圖圖551為為P、Q兩物體做勻速兩物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度an的大小隨半的大小隨半徑徑r變化的圖象，其中變化的圖象，其中P為雙曲線的一為雙曲線的一個(gè)分支，由圖可知個(gè)分支，由圖可知()AP物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變BP物體運(yùn)動(dòng)的角速度不變物體運(yùn)動(dòng)的角速度不變CQ物體運(yùn)動(dòng)的角速度不變物體運(yùn)動(dòng)的角速度不變DQ物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變答案答案AC圖551答案答案aS4 cm/s2aQ24 cm/s2圖552針對(duì)訓(xùn)

14、練針對(duì)訓(xùn)練 如圖如圖553所示，一個(gè)球繞中所示，一個(gè)球繞中心軸線心軸線OO以角速度以角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則則 ()Aa、b兩點(diǎn)的線速度相同兩點(diǎn)的線速度相同Ba、b兩點(diǎn)的角速度相同兩點(diǎn)的角速度相同答案答案BCD圖553課堂練習(xí)課堂練習(xí)1、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中，正確、下列關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是的是 ( )A.向心加速度的方向始終與速度的方向垂向心加速度的方向始終與速度的方向垂直直B.向心加速度的方向保持不變向心加速度的方向保持不變C.向心加速度是恒定的向心加速度是恒定的D.向心加速度的大小不斷變化向心加速度的大小不斷變化A2、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速

15、度，、關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是下列說法中正確的是 ( )A它們的方向都沿半徑指向地心它們的方向都沿半徑指向地心B. 它們的方向都平行于赤道平面指向地軸它們的方向都平行于赤道平面指向地軸C. 北京的向心加速度比廣州的向心加速度大北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D北京的向心加速度比廣州的向心加速度小北京的向心加速度比廣州的向心加速度小BD3、如圖，小物體與圓盤保持相對(duì)如圖，小物體與圓盤保持相對(duì)靜止，隨圓盤靜止，隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其受力情況是（一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則其受力情況是（ ）A、受重力、支持力、受重力、支持力B、重力、支持力和指向圓心的摩擦力、重

16、力、支持力和指向圓心的摩擦力C、重力、支持力、向心力、摩擦力、重力、支持力、向心力、摩擦力D、以上都不對(duì)、以上都不對(duì)答案：答案：4一物體以12 m/s的線速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為3 s，則物體在運(yùn)動(dòng)過程中的任一時(shí)刻，速度變化率的大小為( )A. m/s2 B8 m/s2C0 D8 m/s2答案D5.如圖所示，兩輪用皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑圖中有A、B、C三點(diǎn)，這三點(diǎn)所在處的半徑rArBrC，則這三點(diǎn)的向心加速度aA、aB、aC的大小關(guān)系是()AaAaBaC BaCaAaBCaCaAaA答案答案C1 、科學(xué)方法：、科學(xué)方法： （1）發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的基本方法：以）發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的基本方法：以觀察實(shí)驗(yàn)

17、觀察實(shí)驗(yàn)為基為基礎(chǔ)，礎(chǔ)，分析分析、綜合綜合的方法；的方法； （2）實(shí)驗(yàn)方法：研究物理問題的重要方法之一）實(shí)驗(yàn)方法：研究物理問題的重要方法之一控制因素（變量）法。控制因素（變量）法。2、 知識(shí)整合：知識(shí)整合：圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓勻速圓周運(yùn)動(dòng)周運(yùn)動(dòng)勻速圓勻速圓周運(yùn)動(dòng)周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng) 向心力向心力（向心加速度）（向心加速度）第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第六節(jié) 向心力人教版必修人教版必修21.理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的效果命名的效果命名的2知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，掌握向知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，掌握向心力的表達(dá)式，并能用來進(jìn)行有關(guān)計(jì)算心力的表達(dá)

18、式，并能用來進(jìn)行有關(guān)計(jì)算3知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果個(gè)分力，知道合外力的作用效果教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)一、向心力一、向心力1定義定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了指向受到了指向_的合力這個(gè)力叫做向心力的合力這個(gè)力叫做向心力2方向方向：始終沿著：始終沿著_指向指向_ 4效果力效果力：向心力是根據(jù)力的：向心力是根據(jù)力的_來命名的，凡是產(chǎn)來命名的，凡是產(chǎn)生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力生向心加速度的力，不管屬于哪種性質(zhì)，都是向心力m2r圓心半徑圓心作用

19、效果第三課時(shí)第三課時(shí)想一想想一想在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，能否說物體除了受其他在對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，能否說物體除了受其他力之外還受一個(gè)向心力的作用？力之外還受一個(gè)向心力的作用？答案答案不能向心力是根據(jù)力的效果命名的，不是性質(zhì)不能向心力是根據(jù)力的效果命名的，不是性質(zhì)力在分析物體受力時(shí)，不能說物體還受一個(gè)向心力的作用，力在分析物體受力時(shí)，不能說物體還受一個(gè)向心力的作用，向心力可以是某一種性質(zhì)力，也可以是幾個(gè)性質(zhì)力的合力或向心力可以是某一種性質(zhì)力，也可以是幾個(gè)性質(zhì)力的合力或某一性質(zhì)力的分力某一性質(zhì)力的分力二二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)1變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)：合力不

20、指向圓心，合力：合力不指向圓心，合力F可以分解為互相可以分解為互相垂直的兩個(gè)分力垂直的兩個(gè)分力(1)跟圓周相切的分力，跟圓周相切的分力，F(xiàn)t產(chǎn)生切向加速度，切向加速度與產(chǎn)生切向加速度，切向加速度與物體的速度方向共線，它改變速度的物體的速度方向共線，它改變速度的_ (2)指向圓心的分力，指向圓心的分力，F(xiàn)N產(chǎn)生向心加速度，與速度方向產(chǎn)生向心加速度，與速度方向_ ，改變速度的，改變速度的_ 2一般的曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法一般的曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法：可以把曲線分割成許多很短：可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看做一小段的小段，每一小段可看做一小段_ ，研究質(zhì)點(diǎn)在這一，研究質(zhì)點(diǎn)在這一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可

21、以采用小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用_的處理方法進(jìn)行的處理方法進(jìn)行處理處理大小垂直方向圓弧圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例物體做圓周運(yùn)動(dòng)一定受到力的作用物體做圓周運(yùn)動(dòng)一定受到力的作用vFvFvF人人 造造 衛(wèi)衛(wèi) 星星 繞繞 地地 球球 運(yùn)運(yùn) 行行向心力及其特點(diǎn)定義：定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到一個(gè)指向圓心的合力指向圓心的合力，這個(gè)合力叫做向心力。，這個(gè)合力叫做向心力。 方向時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速方向時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）度方向垂直） 向心力的作用：向心力的作用：只改變線速度的方向不只改變線速度的方向不改變速度大小改變速度大小 向心力是根據(jù)力的作用向心力

22、是根據(jù)力的作用效果效果來來命名命名的，的，它可以是某一個(gè)力，或者是幾個(gè)力的合力它可以是某一個(gè)力，或者是幾個(gè)力的合力來提供。來提供。受力分析時(shí)受力分析時(shí), 不能不能多出一個(gè)向心力。多出一個(gè)向心力。向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？思考思考公式：公式：Fn = mr2 向心力的大小= mv= mv2 /r= mr(2/T)2實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：用用圓錐擺圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想rOGF合F結(jié)論結(jié)論: :向心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的的合力提供合力提供實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表

23、達(dá)式1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？從運(yùn)動(dòng)的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F合 進(jìn)行比較2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的木板、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、實(shí)驗(yàn)需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？F合mg tan小球所需向心力Fn=mr v2rm？r？v？m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時(shí)間t、lO O小球受力分析：小球受力分析：輕繩栓一小球，在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球向心力的輕繩栓一小球，在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。小球向心力的來源？來源？G GF FN NF F 向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力F FN N、小球的重力、小球的重力G G、繩子、繩子的拉

24、力的的拉力的合力提供。合力提供。勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析向心力的來源向心力的來源F F向向= F= F合合= F= F物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F F向向= F= F合合= F= Ff f由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個(gè)力的靜摩擦力三個(gè)力的合力提供合力提供。即圓盤對(duì)木塊的靜摩擦力即圓盤對(duì)木塊的靜摩擦力F Ff f O OG GF FN NF Ff f小球向心力的來源小球向心力的來源? ?勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析向心力的來源向心力的來源G GF Ff fF FN N討論：物塊隨著圓桶一起

25、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊的受力？物塊向討論：物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊的受力？物塊向心力的來源心力的來源? ?物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力提供向心力合力提供向心力，即桶對(duì)物塊的支持力。，即桶對(duì)物塊的支持力。勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析向心力的來源向心力的來源OORmmOrmgFNF合合mgFNF合合F合合mg tan豎直方向豎直方向:FN cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r豎直方向：豎直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球總結(jié)：總結(jié)：向心力是根據(jù)向心力是根據(jù)效

26、果效果命名的力，并不是一種命名的力，并不是一種 新的性質(zhì)的力新的性質(zhì)的力。向心力的向心力的來源來源：可以是重力、彈力、摩擦：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)力的力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力合力，還可以是某個(gè)力的還可以是某個(gè)力的分力分力。 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。 向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說物體受到向心力的作用能說物體受到向心力的作用 ，只能說某個(gè)力，只能說某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。或某幾個(gè)力提供了向心力。變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)

27、變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？ 怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力( (鏈球運(yùn)動(dòng)鏈球運(yùn)動(dòng)) )FO做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力FFnFtF Ft t 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小. .F Fn n 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. .結(jié)論結(jié)論同時(shí)具有向心加速度和切向加速度

28、的圓周運(yùn)動(dòng)就同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng) ，勻速圓周運(yùn)動(dòng)切向加速度為零。勻速圓周運(yùn)動(dòng)切向加速度為零。加速變速圓周 把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而這些圓弧的彎曲程都可以看作為一小段圓弧，而這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在注度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在注意到這點(diǎn)區(qū)別之后，分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置意到這點(diǎn)區(qū)別之后，分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法對(duì)一的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法對(duì)一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理了。般曲線運(yùn)動(dòng)

29、進(jìn)行處理了。r r1 1r r2 2 處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：【例例1】關(guān)于向心力的說法中正確的是關(guān)于向心力的說法中正確的是 ()A物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)還受到一個(gè)向心力物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)還受到一個(gè)向心力B向心力可以是任何性質(zhì)的力向心力可以是任何性質(zhì)的力C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是恒力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是恒力D做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定提供向心力答案答案B解析解析力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因?yàn)橛邢蛐牧ξ矬w才力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因?yàn)橛邢蛐牧ξ矬w才做圓周運(yùn)動(dòng)，而不是因?yàn)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生向心力，也不能做圓

30、周運(yùn)動(dòng)，而不是因?yàn)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生向心力，也不能說物體還受一個(gè)向心力，故說物體還受一個(gè)向心力，故A錯(cuò)；向心力是效果力，可以是錯(cuò)；向心力是效果力，可以是任何一種性質(zhì)的力，故任何一種性質(zhì)的力，故B對(duì)；物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力方對(duì)；物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力方向永遠(yuǎn)指向圓心，其大小不變，方向時(shí)刻改變，故向永遠(yuǎn)指向圓心，其大小不變，方向時(shí)刻改變，故C錯(cuò)；只錯(cuò)；只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力提供向心力，而非勻速圓周運(yùn)動(dòng)有勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力提供向心力，而非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力并非物體所受的合外力，而是合外力指向圓心的分中向心力并非物體所受的合外力，而是合外力指向圓心的分力提供向心力，故力提供向心力，故D

31、錯(cuò)錯(cuò)【例例2】如圖如圖561所示，一圓盤可繞過圓盤所示，一圓盤可繞過圓盤的中心的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放一小木塊盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)，它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于木塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于木塊A的受力，下的受力，下列說法中正確的是列說法中正確的是 ()A木塊木塊A受重力、支持力和向心力受重力、支持力和向心力B木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反圖561C木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心D木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，

32、摩擦力的方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同答案答案C解析解析由于圓盤上的木塊由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡而木塊在水它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由靜摩擦力提供，且平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心靜摩擦力的方向指向圓心O.二、圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題二、圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題解決圓周運(yùn)動(dòng)的一般步驟：解決圓周運(yùn)動(dòng)的一般步驟：(1)確定做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌確定做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、

33、圓心位置和半徑道平面、圓心位置和半徑(2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖運(yùn)用平行對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖運(yùn)用平行四邊形定則或正交分解法求出外界提供的向心力四邊形定則或正交分解法求出外界提供的向心力Fn.【例例3】如圖如圖562所示，質(zhì)量為所示，質(zhì)量為1 kg的小的小球用細(xì)繩懸掛于球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將小球拉離豎直位置點(diǎn)，將小球拉離豎直位置釋放后，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為釋放后，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為2 m/s，已，已知球心到懸點(diǎn)的距離為知球心到懸點(diǎn)的距離為1 m，重力加速度，重力加速度g10 m/s2，求小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大，求小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大小小答案答案1

34、4 N圖562三、圓錐擺模型三、圓錐擺模型模型及特點(diǎn)：如圖模型及特點(diǎn)：如圖563所示，讓細(xì)線所示，讓細(xì)線帶動(dòng)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)重力和拉力重力和拉力(或支持力或支持力)的合力提供向心力，的合力提供向心力，F(xiàn)合合mgtan .設(shè)擺線長為設(shè)擺線長為l，則圓半徑，則圓半徑rlsin .圖563【例例4】有一種叫有一種叫“飛椅飛椅”的游樂項(xiàng)目，的游樂項(xiàng)目，示意圖如圖示意圖如圖564所示長為所示長為L的的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣轉(zhuǎn)盤可繞的水平轉(zhuǎn)盤邊緣轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤穿過其中心的豎直

35、軸轉(zhuǎn)動(dòng)當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)動(dòng)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方圖564向的夾角為.不計(jì)鋼繩的重力，求：(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與夾角的關(guān)系；(2)此時(shí)鋼繩的拉力多大？解析解析(1)對(duì)座椅受力分析，如圖所示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)座椅受力分析，如圖所示轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為的角速度為時(shí)，鋼繩與豎直方向的夾角為時(shí)，鋼繩與豎直方向的夾角為，則座椅到轉(zhuǎn)軸的距離即座椅做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為則座椅到轉(zhuǎn)軸的距離即座椅做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為RrLsin 根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓第二定律：mgtan m2R 勻速圓周運(yùn)動(dòng)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)：rmrvmFF22w 合合向向變速圓

36、周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)：合合向向FF F向向是F合合的指向圓心方向的分力Fn n 向心力的向心力的來源來源：可以是重力、彈力、摩擦：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)力的力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力合力，還可以是某個(gè)力的還可以是某個(gè)力的分力分力。 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。力。小結(jié)小結(jié)3 3、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 1 1、關(guān)于向心力說法中正確的是（關(guān)于