56向心力課件

1、5.6 向心力1.1.向心加速度：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體向心加速度：任何做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度叫做向的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度叫做向心加速度。心加速度。2.2.向心加速度的方向：始終指向圓心向心加速度的方向：始終指向圓心 rvan23.3.向心加速度大?。合蛐募铀俣却笮。?或或ran2一、向心力一、向心力1.1.定義：物體做定義：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受力的所受力的合力始終指向圓心，這個(gè)合力叫做向心合力始終指向圓心，這個(gè)合力叫做向心力（用力（用F Fn n表示）。表示）。F合合Fn3.3.作用：作用：只改變只改變線速度的方向（或產(chǎn)線速度的方向（或產(chǎn)生

2、向心加速度）生向心加速度）2.2.方向：方向：始終始終指向圓心指向圓心且與速度方向垂且與速度方向垂直直4.4.向心力的大小向心力的大小Fn= =m v2rFn= =m r2F合合man向心力大小與向心力大小與多個(gè)物理量有多個(gè)物理量有關(guān)，在分析向關(guān)，在分析向心力與某一物心力與某一物理量的關(guān)系時(shí)，理量的關(guān)系時(shí)，要注意什么？要注意什么？當(dāng)當(dāng)m、v不變時(shí)，不變時(shí)，F(xiàn)n與與r成反比；成反比；當(dāng)當(dāng)m、r不變時(shí)，不變時(shí)，F(xiàn)n與與v成正比。成正比。當(dāng)當(dāng)m、不變時(shí)，不變時(shí)，F(xiàn)n與與r成正比；當(dāng)成正比；當(dāng)m、r不變時(shí)，不變時(shí)，F(xiàn)n與與成正比。成正比。能否利用實(shí)能否利用實(shí)驗(yàn)粗略地驗(yàn)驗(yàn)粗略地驗(yàn)證向心力的證向心力的表達(dá)

3、式？表達(dá)式？F合合Fnan = = v2r1 1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？、實(shí)驗(yàn)的基本原理？從運(yùn)動(dòng)的角度求得從運(yùn)動(dòng)的角度求得F Fn n ；從受力的角度求得從受力的角度求得F F合合 ；將將F Fn n 和和F F合合 進(jìn)行比較進(jìn)行比較2 2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？、實(shí)驗(yàn)需要的器材？鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺白紙、天平、秒表、直尺r rOOO Ol lh hF FT TG GF F合合3 3、實(shí)驗(yàn)需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？、實(shí)驗(yàn)需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？F F合合mg tanmg tan小球所需小球所需向心力向心力F Fn n= =m m v v2 2

4、r rm m？r r？v v？m m、r r、轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)n n圈數(shù)所用時(shí)間圈數(shù)所用時(shí)間t t、h hrOOlh3 3、向心力的大小向心力的大小2 2、向心力的作用效果：改變速度的方向向心力的作用效果：改變速度的方向1 1、向心力的方向：指向圓心向心力的方向：指向圓心4 4、向心力的來源向心力的來源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)向心力飛機(jī)在水平面內(nèi)盤旋飛機(jī)在水平面內(nèi)盤旋OmOlm豎直方向：豎直方向：FT cosmg水平方向：水平方向：F合合= =m2l sin豎直方向：豎直方向：F升升 cosmg水平方向：

5、水平方向：F合合= =m2rOrFTmgF合合mgF合合F升升OORmm豎直方向：豎直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合= =m2rOr豎直方向：豎直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合= =m2 R sinmgFNF合合mgFNF合合mgFN物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)rF靜靜豎直方向：豎直方向：FNmg水平方向：水平方向：F合合= =F靜靜= =m2r誰充當(dāng)向誰充當(dāng)向心力？心力？靜摩擦力靜摩擦力指向圓心指向圓心變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng) FOFnFt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因?yàn)榉ㄏ蚍至Φ淖饔?/p>

6、效果不改變速度大小，只改變速度方因?yàn)榉ㄏ蚍至Φ淖饔眯Ч桓淖兯俣却笮?，只改變速度方向，這是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的原因，我們把這個(gè)力也叫做向向，這是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的原因，我們把這個(gè)力也叫做向心力，它產(chǎn)生的加速度也叫做向心加速度。切向分力產(chǎn)生心力，它產(chǎn)生的加速度也叫做向心加速度。切向分力產(chǎn)生的加速度叫做切向加速度。的加速度叫做切向加速度。 運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。以稱為一般曲線運(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

7、可以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一樣，表看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)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。行處理。1.1.向心力的概念：指向圓心向心力的概念：指向圓心的的合外力合外力。 2.2.向心力的方向：總是指向向心力的方向：總是指向圓心圓心，與速度，與速度垂直，時(shí)刻變化垂直，時(shí)刻變化。4.4.向心力的來源：向心力的來源：3.3.向心力的效果：向心力的效果：只改變只改變速度速度方

8、向方向，不改變不改變速度速度大小。大小。 可以由重力、彈力、摩擦力中的可以由重力、彈力、摩擦力中的某一個(gè)力某一個(gè)力，或是或是某個(gè)力的分力某個(gè)力的分力，或，或幾個(gè)力的合力幾個(gè)力的合力所提供。所提供。5.5.大?。捍笮。簉vmrmF22)44(2222rfmrTmF說明：向心力是根據(jù)效果命名的說明：向心力是根據(jù)效果命名的合外力合外力，受力分析時(shí)受力分析時(shí)不加不加向心力向心力1.1.下列關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力的說法下列關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力的說法中，正確的是（中，正確的是（ ）A A物體除受到其他的力外還要受到一個(gè)向心力物體除受到其他的力外還要受到一個(gè)向心力B B物體所受

9、的合外力提供向心力物體所受的合外力提供向心力C C向心力是一個(gè)恒力向心力是一個(gè)恒力D D向心力的大小一直在變化向心力的大小一直在變化B B2.2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度的數(shù)值必定（做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度的數(shù)值必定（ ）A A跟其角速度的平方成正比跟其角速度的平方成正比 B. B. 跟其線速度的平方成正比跟其線速度的平方成正比C C跟其運(yùn)動(dòng)的半徑成反比跟其運(yùn)動(dòng)的半徑成反比 D D跟其運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的乘積成正比跟其運(yùn)動(dòng)的線速度和角速度的乘積成正比D D3.3.甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng), ,其質(zhì)量之比為其質(zhì)量之比為12,12,轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 動(dòng)半徑之比為動(dòng)半徑

10、之比為12,12,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4 4周，乙轉(zhuǎn)過周，乙轉(zhuǎn)過3 3周。則它們的向心力之比為（周。則它們的向心力之比為（ ）A.14 B.23 A.14 B.23 C.49C.49 D.916 D.916C C4.4.一個(gè)小球在豎直放置的光滑圓環(huán)的內(nèi)側(cè)槽內(nèi)做圓周運(yùn)一個(gè)小球在豎直放置的光滑圓環(huán)的內(nèi)側(cè)槽內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，則關(guān)于小球加速度的方向的說法中正確的動(dòng)，如圖所示，則關(guān)于小球加速度的方向的說法中正確的是（是（ ）A A一定指向圓心一定指向圓心B B一定不指向圓心一定不指向圓心C C只有在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)指向圓心只有在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)指向圓心D D不能確定是否指向圓心不能

11、確定是否指向圓心A Av v5.5.長度為長度為L=0.5mL=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿的輕質(zhì)細(xì)桿OAOA，A A端有一質(zhì)量為端有一質(zhì)量為m=3.0kgm=3.0kg的小球，如圖所示，小球以的小球，如圖所示，小球以O(shè) O點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是2.0m/s2.0m/s，g g取取10m/s10m/s2 2，則此時(shí)細(xì)桿則此時(shí)細(xì)桿OAOA受到（受到（ ）A A6.0N6.0N的拉力的拉力 B B6.0N6.0N的壓力的壓力C C24N24N的拉力的拉力 D D24N24N的壓力的壓力B BA A6.6.設(shè)地球質(zhì)量為設(shè)地球質(zhì)量為M M6.06.010102424kgkg，公轉(zhuǎn)周期，公轉(zhuǎn)周期T T36536