向心力與向心加速度-PPT課件

1、向心力 向心加速度復(fù) 習(xí) 提 問 什么是勻速圓周運動?“勻速”的含義是什么？那么物體所受的外力有何特點？加速度又怎樣呢？勻速圓周運動是變速曲線運動變速曲線運動運動狀態(tài)改變一定受到外力一定存在加速度輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運動。 看一看新課導(dǎo)入小球受哪些力？合外力有何特點？想一想輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運動。 看一看新課導(dǎo)入OGFNF小球受力分析： OFN與G是一對平衡力，所以合力為F。新課導(dǎo)入OFFFVVVO 小球受力分析： 結(jié)論： 做勻速圓運動的小球，合外力指向圓心，與速度V垂直新課導(dǎo)入衛(wèi) 星 繞 地 球 運 行VFFFVV 結(jié)論： 做勻速圓運動的衛(wèi)星，合外力方向指向

2、圓心（地心），與速度V垂直新課導(dǎo)入1.定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力。 2.特點：方向始終與V垂直，指向圓心。是變力一.向心力方向時刻發(fā)生變化，OFFFVVVO注意：例1、向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個力，或者是某個力的分力，或幾個力的合力所提供。2、向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，受力分析時不要把向心力當(dāng)作一個獨立的力。O圓錐擺GFF合r小球受到哪些力的作用？向心力由拉力F和重力G的合力提供。向心力由什么力提供？想一想一.向心力 物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動F向=F合=Ff木塊做圓周運動所需向心力：由圓盤對木塊的靜摩擦力Ff 提供OGFNFf

3、小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？想一想一.向心力 玻璃球沿碗壁做勻速圓周運動一.向心力為什么？3.作用效果:OFFFVVVO因為在運動方向上所受的合外力為0，這個方向上的加速度也為0，所以速度大小不變，只改變速度方向。只改變V的方向,不改變V的大小一.向心力（1）體驗向心力的大小猜想：向心力大小可能與 _ 有關(guān)質(zhì)量、半徑、角速度（2）演示實驗：用向心力演示器演示方法:控制變量法1.F與m的關(guān)系保持r、一定保持r、m一定2.F與r的關(guān)系保持m、一定3.F與的關(guān)系m大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大大，F(xiàn)也大二.向心力的大小結(jié)論: 向心力的大小F與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系根據(jù) 推導(dǎo)向心

4、力的另一表達(dá)式公式：Fm r2二.向心力的大小向心力的公式：m r2mV2rF - Nm-kgr - m- rad/s V - m/s各量的單位二.向心力的大小（1）向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？（3）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？（2）加速度是描述速度變化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？思考并討論向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量。向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運動定律得到：這個加速度的方向與向心力的方向相同，向心力公式: F向 = F合= mr2推導(dǎo): 向心加速度的大小與方向根據(jù)牛頓第二定律: F合= m a 或a與r究竟是成正比呢，還是成反比？想一想若一定 , 就成正比

5、 ;若v一定 , 就成反比 。三向心加速度三 向心加速度V2ra大?。?r方向：總是跟線速度的方向垂直，并沿半徑指向圓心 （3）物理意義: 它是表示速度方向變化快慢的物理量。基本思路：實驗向心力向心加速度牛頓第二定律動力學(xué)：運動學(xué)：運動狀態(tài)的改變向心加速度牛頓第二定律向心力課 堂 小 結(jié)一、 向心力： 大?。?方向： 沿半徑指向圓心。是變力。 特點： F V , 方向不斷變化。 來源： 重力、彈力、摩擦力或幾個力的合力?；颍篎=m v2rF=mr2二. 向心加速度: 大小: a = r2 或 a = 方向: 沿半徑指向圓心，方向不斷 變化，是變加速運動。 物理意義: 表示速度方向變化快慢的物理

6、量。 v2r鞏固訓(xùn)練 1：向心加速度只改變速度的_，而不改變速度的_。方向大小 2.一個3kg的物體在半徑為2m的圓周上以4m/s的速度運動，向心加速度是多大？所需向心力是多大？答案： F=24N 3、一個2kg的物體在半徑為0.5m的圓周上做周期為2s的勻速圓周運動,則向心加速度是多大？所需向心力是多大？解:由2T24 ra = 5m/s2=4(3.14)20.522m/s2F = mT224 r=42(3.14)20.522N= 10N鞏固訓(xùn)練 4、上海在北緯31，求上海所在處物體繞地軸做圓周運動的向心加速度是多大？（設(shè)地球半徑R=6400km，COS31=0.86）AORr 分析：首先應(yīng)

7、明確物體做勻速圓周運動；再確定圓周軌跡、圓心及半徑。解：物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度 =2 /TO圓周半徑r=R cos31a=r 2 = R cos31(2 /T) 2代入數(shù)據(jù)可得a=2.910-2m/s2鞏固訓(xùn)練 5、 小球做圓錐擺時細(xì)繩長L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運動的角速度。OOmgTF小球受力：豎直向下的重力G沿繩方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：L小球做圓周運動的半徑由牛頓第二定律：即：R鞏固訓(xùn)練解圓周運動問題的方法和步驟1、確定研究對象：做圓周運動的物體。2、對研究對象進(jìn)行受力分析，弄清向心力的來源。3、建立坐標(biāo)系或選取正方向，原點選在運動物體上，x軸的正方向沿

8、半徑指向圓心。4、根據(jù)牛頓第二定律列方程，并統(tǒng)一單位，解方程。四、生活中的向心力1、鐵路的彎道LhmgFNFO如圖火車按規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎時，需要的向心力完全由火車所受的重力mg和支持力FN的合力F0來提供，F(xiàn)0mg tanmV2rF0g tanV2r在 很小時,tan sin = hL即：VgrhL2、汽車過拱形橋當(dāng)汽車過凸形橋時有：V2rmgFN mmgFNV2r FN mgmmgmV2rFNV2rmgm FNmgFN當(dāng)汽車過凹形橋時有：1、一段鐵路轉(zhuǎn)彎處，內(nèi)外軌的高度差為h10cm，彎道半徑為r1000m，兩鐵軌間的間距為L1435mm，求這段彎道的設(shè)計速度是多大？（取10m/s2）四、課堂

9、練習(xí)LhmgFNFOF0mg tanmV2rF0g tanV2r在 很小時,tan sin = hL即：VgrhL=26.4m/s101000 0.11.435=m/s=95km/h2、一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的圓形向下凹的軌道滑行，如圖所示 ，經(jīng)過最低點時的速度為 v ，物體與軌道之間的動摩擦因數(shù)為，則它在最低點時受到的摩擦力是多大？mgFNfmgmV2rFNV2r FN mgmf=N=m(g )V2r小結(jié)1 、以上各公式適用于所有的勻速圓周運動，對于變速圓周運動以上各式計算某一瞬間的各量2、火車轉(zhuǎn)彎和汽車過拱形橋圓周運動的兩個重要的應(yīng)反饋練習(xí) 使轉(zhuǎn)臺以角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺上質(zhì)量為m的物體也隨之做半徑為r的勻速圓周運動，轉(zhuǎn)臺與物體間沒有相對滑動。求物體m所受到的向心力和向心加速度。分析： 明確研究對象分析木塊的