向心力教學講解課件

第6節(jié)向心力第6節(jié)向心力1OFNFO思考：物體為什么能做圓周運動而不沿圓周飛出去？受到力的作用，產(chǎn)生一個始終指向圓心的向心加速度，使物體速度方向隨時變化。向心加速度由什么力產(chǎn)生？根據(jù)牛頓第二定律，是指向圓心的合外力提供的。GOFNFO思考：物體為什么能做圓周運動而不沿圓周飛出去？受到2O'ωOθlmTmgF合一、向心力（1）定義：做勻速圓周運動的物體，合外力總是指向圓心，這個力叫做向心力（用Fn表示）。（2）向心力來源：θωθmOrmgNF合ωmgNrf靜注意：做勻速圓周運動物體的向心力是由合力提供，命名為向心力，是按效果命名的，受力分析時，并不存在這個力，因此受力分析時，不能說受到向心力。超鏈接O'ωOθlmTmgF合一、向心力（1）定義：做勻速圓周運動3（3）大?。海?）方向：始終指向圓心（時刻變化）（5）作用效果：只改變速度方向，不改變速度大小。二、勻速圓周運動與變速圓周運動OO勻速圓周運動變速圓周運動向心加速度只改變速度方向，不改變速度大小，所以做勻速圓周運動切向加速度不改變速度方向，只改變速度大小，所以做變速圓周運動（3）大?。海?）方向：始終指向4三、所需向心力和提供向心力區(qū)別O'ωOθlmTmgF合ωmgNrf靜三、所需向心力和提供向心力區(qū)別O'ωOθlmTmgF合ωmg5運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動稱為一般曲線運動。r1r2一般曲線運動各個地方的彎曲程度不一樣，如何研究？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，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進行處理。四、一般曲線運動運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動稱為一般曲線運動。r16練習題1:質(zhì)量為m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’OmgTF小球受力：解：θL小球做圓周運動的半徑由牛頓第二定律：即：R練習題1:質(zhì)量為m小球做圓錐擺時細繩長L，與豎直方向成θ角7例1：如圖，質(zhì)量為m的小物體在水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺以周期T作勻速圓周運動，物體到轉(zhuǎn)軸的距離為d、物體與轉(zhuǎn)臺摩擦因素為μ，求：1）物體所需要的向心力？2）物體所受到的轉(zhuǎn)臺對它的支持力？摩擦力？3）為使物體保持距離d隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的角速度應滿足什么條件？例1：如圖，質(zhì)量為m的小物體在水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺以周期T作勻速8

拓展：如圖所示、有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球碗內(nèi)做勻速圓周運動，軌道平在水平面內(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θ，半球形碗的半徑為Ｒ，求小球做勻速圓周運動的速度及碗壁對小球的彈力。NmgF合拓展：如圖所示、有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球碗內(nèi)做勻速圓92、如圖所示，將一單擺拉到擺線呈水平位置后由靜止釋放，在P點有釘子阻止OP部分的細線移動，當單擺運動到此位置受阻時A．擺球的線速度突然增大B．擺球的角速度突然增大C．擺球的向心加速度突然增大D．擺線的張力突然增大BCD2、如圖所示，將一單擺拉到擺線呈水平位置后由靜止釋放，在P點103、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如圖。小橡皮恰不下落時，有：

Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式：

FN=mω2r解以上各式得：GFfFN3、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒11謝謝大家！謝謝大家！12返回返回13回顧O回顧O14做勻速圓周運動物體的加速度指向圓心，這個加速度稱為向心加速度

an方向始終指向圓心an哪來的？即an是如何產(chǎn)生的？根據(jù)牛頓第二定律可知物體一定受到了指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。做勻速圓周運動物體的加速度指向圓心，這個加速度稱為向心加速度15向心力1、定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合力，即產(chǎn)生向心加速度的力叫向心力。

3、方向：始終指向圓心(與v垂直或與半徑垂直);是變力2、符號：Fn向心力1、定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合力，16●感受向心力【提出問題】向心力大小與哪些因素有關(guān)？【猜想與假設】運動物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)動快慢轉(zhuǎn)動半徑……？●感受向心力【提出問題】運動物體的質(zhì)量轉(zhuǎn)動快慢轉(zhuǎn)動半徑……？17向心力的大小Fn=m

v2rFn=mω2rF合＝man能否利用實驗粗略地驗證向心力的表達式？F合＝Fnan

=v2r向心力的大小Fn=mv2rFn=mω2rF合＝man能18方法:控制變量法(F與m,r,ω)1.F與m的關(guān)系保持r、ω一定保持m

、

ω一定2.F與ω的關(guān)系保持m、r一定3.F與r的關(guān)系m大，F(xiàn)也大ω大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大●用向心力實驗驗證方法:控制變量法(F與m,r,ω)1.F與m的關(guān)系保持19●用圓錐擺粗略驗證1、實驗的基本原理？從運動學的角度求得Fn；從受力的角度求得F合；將Fn和F合進行比較2、實驗需要的器材？鋼球、細線、畫有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺rO'OθlhFTGF合3、實驗需要測量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測量？F合＝mgtanθ小球所需向心力Fn=m

v2rm、r、轉(zhuǎn)n圈所用時間t、h●用圓錐擺粗略驗證1、實驗的基本原理？從運動學的角度求得Fn20注意事項rO'Oθlh1、h并不等于紙面距懸點的高度2、小球與紙面不能接觸3、測t時不能太久4、啟動小球時應確保小球做的是勻速圓周運動注意事項rO'Oθlh1、h并不等于紙面距懸點的高度2、小21

向心力的效果定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合力，即產(chǎn)生向心加速度的力叫向心力。

效果：只改變v

的方向，不改變v的大小。向心力是不是一種新的性質(zhì)力？即向心力是不是與重力、彈力、摩擦力一樣都是按照某種性質(zhì)來命名的力？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。

向心力的效果定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合22向心力不是物體額外受到的一個力，物體做勻速圓周運動的向心力是由受到的合外力提供的（可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)力的合力）●向心力是效果力說明向心力不是物體額外受到的一個力，物體做勻速圓周運動的向心力是23分析做圓周運動的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg分析做圓周運動的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心24TGF合TGF合25飛機在水平面內(nèi)盤旋幾種常見的圓周運動O'θωωmOθlmOrTmgF合mgF合F升θ飛機在水平面內(nèi)盤旋幾種常見的圓周運動O'θωωmOθlmOr26幾種常見的圓周運動θO'ORωθωθmmOrmgNF合mgNF合幾種常見的圓周運動θO'ORωθωθmmOrmgNF合mgN27GNF合GNF合28O幾種常見的圓周運動ωmgN物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動rf靜f靜vABFa回顧：A、B一起向左加速，分析A的受力情況。f靜v誰提供向心力？靜摩擦力指向圓心O幾種常見的圓周運動ωmgN物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周29OO思考FnFtF合vFnFtvF合速度增大的圓周運動變速圓周運動速度減小的圓周運動勻速圓周運動所受的合力提供向心力，方向始終指向圓心；如果一個沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運動嗎？當沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。切向力Ft

：垂直半徑方向的合力向心力Fn：沿著半徑（或指向圓心）的合力產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向OO思考FnFtF合vFnFtvF合速度增大的圓周運動變速圓30可以從向心加速度和切向加速度的角度來理解勻速圓周運動和變速圓周運動。僅有向心加速度的運動是勻速圓周運動，同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動是變速圓周運動。●變速圓周運動θ

FTG可以從向心加速度和切向加速度的角度來理解勻速圓周運動和變速圓31勻速圓周運動GNF變速圓周運動合力全部提供向心力合力部分提供向心力OFnFtF合v勻速圓周運動GNF變速圓周運動合力