高中物理必修2-5-6向心力

1、 第六節(jié)： 向心力vTrrrvan 22224實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式1.實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理F F合合=mgtan=mgtanrOGFF合F Fn n=m=m2 2r r問(wèn)題討論問(wèn)題討論 1、如何測(cè)量如何測(cè)量tan?2、如何測(cè)量、如何測(cè)量？ 3、如何測(cè)量半徑？、如何測(cè)量半徑？2.測(cè)量問(wèn)題測(cè)量問(wèn)題小球質(zhì)量小球質(zhì)量勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期勻速圓周運(yùn)動(dòng)周期懸掛點(diǎn)到圓心豎直高度懸掛點(diǎn)到圓心豎直高度 天平天平秒表秒表刻度尺刻度尺勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑勻速圓周運(yùn)動(dòng)半徑刻度尺刻度尺問(wèn)題討論問(wèn)題討論 1 1、本實(shí)驗(yàn)是否一定要測(cè)量、本實(shí)驗(yàn)是否一定要測(cè)量 小球質(zhì)量與小球質(zhì)量與圓周半徑？

2、圓周半徑？ 2 2、如何測(cè)出懸點(diǎn)與球心的豎直高度？、如何測(cè)出懸點(diǎn)與球心的豎直高度？3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)過(guò)程 分組討論分組討論 簡(jiǎn)要敘述本實(shí)驗(yàn)的步簡(jiǎn)要敘述本實(shí)驗(yàn)的步驟驟實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式 圖圖1細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線上端細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球，細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上。將畫(huà)著幾個(gè)同心圓固定在鐵架臺(tái)上。將畫(huà)著幾個(gè)同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時(shí)正好位于圓心。用手帶動(dòng)鋼球，設(shè)時(shí)正好位于圓心。用手帶動(dòng)鋼球，設(shè)法使它沿紙上的某個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)（如圖法使它沿紙上的某個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)（如圖1），隨即手與鋼球分離。），隨即手與鋼球分離。

3、2.在圖在圖1中測(cè)出鋼球中測(cè)出鋼球(以球心為準(zhǔn)以球心為準(zhǔn))到懸點(diǎn)的到懸點(diǎn)的豎直高度豎直高度h， 從圖從圖2鋼球受力情況可知，合力鋼球受力情況可知，合力 F=mgtan=mgr/h；圖圖2 1.用秒表或手表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)用秒表或手表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)n圈的時(shí)間圈的時(shí)間t，再通過(guò)紙上的圓測(cè)出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)再通過(guò)紙上的圓測(cè)出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑的半徑r，則線速度，則線速度 v=2nr/t 可求?？汕蟆Ｓ锰炱綔y(cè)出鋼球質(zhì)量用天平測(cè)出鋼球質(zhì)量m，則向心力，則向心力 F=mv2/r；3比較上述向心力比較上述向心力F和合力和合力F，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 驗(yàn)證方法：驗(yàn)證方法： 圖圖1 實(shí)驗(yàn)體會(huì)實(shí)驗(yàn)體會(huì)

4、-做一做做一做 感受向心力感受向心力F與與m、r、 的關(guān)系的關(guān)系O OO OF F向向= F= F合合= F= FG GF Ff fF FN NOORmmOrmgNF合合mgNF合合F合合mg tan豎直方向豎直方向:N cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r豎直方向：豎直方向：N 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)) )FOFOFnFt at改變速度的大小改變速度的大小改變速度的方向改變速度的方向FnFt ana起著改變速

5、起著改變速度大小、方度大小、方向的作用向的作用r r1 1r r2 2rmrvmFF22w合向合合向向FF 向向合合n n【例題例題1】如圖所示，小物體A與圓盤(pán)保持相對(duì)靜止，跟著圓盤(pán)一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）A.小物體A受重力、支持力和指向圓心的摩擦力B.小物體A受重力、支持力、向心力和摩擦力C.向心力是小物體受到的重力、支持力、摩擦力三者的合力D.向心力恰等于小物體A受到的靜摩擦力ACD【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1】1.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（ ）A物體所受彈力增大，摩擦力也增大B物體所

6、受彈力增大，摩擦力減小C物體所受彈力減小，摩擦力減小D物體所受彈力增大，摩擦力不變D2.如圖所示，A、B、C三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)均為，A的質(zhì)量是2m，B和C的質(zhì)量均為m，A、B離軸為R，C離軸為2R。當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，則（ ）A若A、B、C均未滑動(dòng)，則C的向心加速度最大B若A、B、C均未滑動(dòng)，則B的摩擦力最小C當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，B比A先滑動(dòng)D圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，C比B先滑動(dòng)ABD【例題例題2】如圖539所示有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球形碗內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面在水平面內(nèi)，已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為R，求小球作圓周運(yùn)動(dòng)的速度及碗壁對(duì)小球的彈力。OORsintan