圓周運動的向心力

關(guān)于圓周運動的向心力第1頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三

向心力——向心力的來源圓周運動是變速運動，因此圓周運動肯定有加速度，由牛頓運動定律知：物體做圓周運動，必然要受到外力的作用。那么，是怎樣的力使物體做圓周運動呢？在下列圓周運動中，感受……第2頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三【體驗與交流】1.小球做圓周運動時，你牽繩的手有什么感覺？

2.如果突然松手，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？

3.小球在杯中做圓周運動時，你握杯的手有什么感覺？

4.如果突然將杯子提開，將會發(fā)生什么現(xiàn)象？【結(jié)論】

做勻速圓周運動的物體，一定需要沿半徑指向圓心的力的作用。這個力稱為“向心力”。常記為F向。

向心力——向心力的來源第3頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三彎道跑技術(shù)【常見勻速圓周運動向心力的來源分析】【說明】

向心力是按效果命名的力，它可以是某個力充當。向心力的來源小球在空中做勻速圓周運動第4頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎

向心力——向心力的來源【常見勻速圓周運動向心力的來源分析】汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎第5頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三

玻璃球沿碗壁做勻速圓周運動幾個典型的勻速圓周運動第6頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三衛(wèi)星繞地球運行VF(b)幾個典型的勻速圓周運動第7頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三1.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作一個獨立的力。第8頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三【關(guān)于向心力的幾點說明】1.向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以是某個力，還可以是某個力的分力。在對物體進行受力分析時，一定不要在物體實際所受力的基礎(chǔ)上再加一個向心力。

2.向心力的作用效果只改變圓周運動的方向，而不改變速度的大小。

3.向心力是變力。雖然向心力的大小不變但其方向時刻改變，故勻速圓周運動是在變力作用下的曲線運動。4.由向心力產(chǎn)生的向心加速度的方向總是指向圓心。

向心力——向心力的來源第9頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三【課堂練習】請分析以下圓周運動的向心力的來源。

向心力——向心力的來源第10頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三光滑桌面上轉(zhuǎn)動的小球---彈力隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動的物體-----摩擦力衛(wèi)星繞地球運動---萬有引力圓錐擺---重力和彈力的合力第11頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三在轉(zhuǎn)盤游戲中，如何保持身體的平衡？

向心力——向心力的來源第12頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三【實驗探究】影響向心力大小的因素⑴在小球質(zhì)量m和旋轉(zhuǎn)半徑r不變的條件下，改變角速度ω，多次體驗手的拉力；⑵在小球質(zhì)量m和角速度ω不變的條件下，改變旋轉(zhuǎn)半徑r，多次體驗手的拉力；⑶在旋轉(zhuǎn)半徑r和角速度ω不變的條件下，改變小球質(zhì)量m，多次體驗手的拉力；【體驗與交流】⑴角速度ω越大，手的拉力越大；⑵旋轉(zhuǎn)半徑r越大，手的拉力越大；⑶小球質(zhì)量m越大，手的拉力越大。第2節(jié)向心力——向心力的大小第13頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三

向心力——向心力的大小向心力演示儀【實驗現(xiàn)象】⑴角速度ω相同，半徑r相同，質(zhì)量m越大，向心力越大；⑵角速度ω相同，質(zhì)量m相同，半徑r越大，向心力越大；⑶質(zhì)量m相同，半徑r相同，角速度ω越大，向心力越大；——控制變量法第14頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三【可以證明】

勻速圓周運動所需的向心力的大小為：

式中m是運動物體的質(zhì)量，r是運動物體轉(zhuǎn)動的半徑，ω是轉(zhuǎn)動的角速度。

式中v是物體圓周運動線速度的大小。【討論】

從看，好象F跟r成正比，從看，好象F跟r成反比。你如何認識這個問題？第2節(jié)向心力——向心力的大小第15頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三第2節(jié)向心力——向心力的大小【勻速圓周運動的加速度】【說明】

⑴勻速圓周運動的加速度是由向心力產(chǎn)生的，其方向必定指向圓心，所以勻速圓周運動的加速度又稱為向心加速度。⑵向心加速度只改變速度的方向，不改變速度的大小。

⑶向心加速度是變量，其方向是不斷變化的。第16頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三當

向心力——向心力的大小求汽車以速度v過半徑為r的拱橋時對拱橋的壓力？【解】G和N的合力提供汽車做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律得：可見汽車的速度越大對橋的壓力越小。NG時汽車對橋的壓力為零。第17頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三

向心力——向心力的大小求汽車過凹形路段最低點時對路面的壓力？NG【解】G和N的合力提供汽車做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律得：可見汽車的速度越大對橋的壓力越大。第18頁，講稿共20頁，2023年5月2日，星期三例、小球做圓錐擺時細繩長L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運動的角速度ω。O‘Om