向心力課件高一下學(xué)期物理人教版3

向心力一、向心力做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷變化，說明物體一定受到了力的作用。那么迫使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的力的方向有何特點(diǎn)呢？V拿一個(gè)小球在細(xì)線的牽引下，繞光滑桌面上的圖釘做圓周運(yùn)動(dòng)，用剪刀將細(xì)線剪斷，觀察小球?qū)⒆鍪裁催\(yùn)動(dòng)？你認(rèn)為使小球做圓周運(yùn)動(dòng)的力指向何方？研究小球所受合力的方向經(jīng)過受力分析可得小球受到重力，桌面支持力和細(xì)線的拉力作用。FN與G相平衡，所以合力為F用剪刀將細(xì)線剪斷，小球?qū)⒀厍芯€方向飛出，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。OFOGFN感受向心力如圖所示，在繩子的一端拴一個(gè)小沙袋(或其他小物體)，另一端握在手中.將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對(duì)沙袋的拉力結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力指向圓心，且與線速度V垂直。對(duì)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，物體的速度大小不發(fā)生改變，因此，所受合力只改變速度的方向。OFFFVVOV分析向心力方向和速度向心力：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力總指向圓心，這個(gè)指向圓心的力就叫作向心力，符號(hào)：Fn向心力的方向：始終指向圓心（與v垂直或與半徑垂直），是變力。向心力的作用只改變線速度的方向向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，它是由某個(gè)力或者幾個(gè)力的合力提供的二、向心力的大小思考：研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)？如圖所示，在繩子的一端拴一個(gè)小沙袋(或其他小物體)，另一端握在手中.將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對(duì)沙袋的拉力。做以下對(duì)比試驗(yàn)：(1)在小沙袋的質(zhì)量和角速度不變的條件下，改變小沙袋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較向心力與半徑的關(guān)系.(2)在小沙袋的質(zhì)量和做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不變的條件下，改變小沙袋的角速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較向心力與角速度的關(guān)系.(3)換用不同質(zhì)量的小沙袋，在角速度和半徑不變的條件下，重復(fù)上述操作，比較向心力與質(zhì)量的關(guān)系.結(jié)論：半徑越大，角速度越大，質(zhì)量越大，向心力越大實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)器材：向心力演示器、兩個(gè)質(zhì)量相同的鋼球和一個(gè)質(zhì)量小的鋁球。向心力演示器的構(gòu)造勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1、變速塔輪2和3、長槽4和短槽5、橫臂6、彈簧測力套筒7、標(biāo)尺8。實(shí)驗(yàn)原理:向心力演示器如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄1，可以使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉(zhuǎn)動(dòng).皮帶分別套在塔輪2和3上的不同圓盤上，可使兩個(gè)槽內(nèi)的小球分別以幾種不同的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng).小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由橫臂6的擋板對(duì)小球的壓力提供，球?qū)醢宓姆醋饔昧Γㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標(biāo)尺8，根據(jù)標(biāo)尺8上露出的紅白相間等分標(biāo)記，可以粗略計(jì)算出兩個(gè)球所受向心力的比值.2.實(shí)驗(yàn)步驟(1)探究向心力與小球質(zhì)量的關(guān)系.讓鋼球與鋁球的質(zhì)量之比為2:1。將鋼球和鋁球分別放在相同半徑處，搖動(dòng)手柄。觀察套桶露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小。其他條件相同的條件下，質(zhì)量越大，套桶露出標(biāo)度的格數(shù)越多，即向心力越大（2）探究向心力與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的關(guān)系.將兩個(gè)質(zhì)量相同的小鋼球放在相同半徑處。皮帶套在兩個(gè)半徑為2:1的塔輪上，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄觀察套筒露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小其他條件相同的條件下，角速度越大，套桶露出標(biāo)度的格數(shù)越多，即向心力越大。（3）探究向心力與角速度的關(guān)系.將兩個(gè)質(zhì)量相同的鋼球分別放在不同半徑處。搖動(dòng)手柄觀察套筒露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小。其他條件相同的條件下，半徑越大，套桶露出標(biāo)度的格數(shù)越多，即向心力越大。

三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力產(chǎn)生兩個(gè)方向的效果，如圖所示.(1)跟圓周相切的分力Ft：改變線速度的大小.(2)指向圓心的分力Fn：改變線速度的方向.一般的曲線運(yùn)動(dòng)（1）定義：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng)。（2）研究方法：可以把曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動(dòng)都可以看作圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，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)的分析方法來處理r2r1例一：關(guān)于向心力的說法正確的是（）A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了向心力B.向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)中物體線速度的大小C.對(duì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí)，一定不要漏掉向心力D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是不變的向心力是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的原因，故A錯(cuò)誤；因向心力始終垂直于線速度方向，所以它不改變線速度的大小，只改變線速度的方向，當(dāng)合外力完全提供向心力時(shí)，物體就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，該合力大小不變，方向時(shí)刻改變，即向心力是變力，故B正確，D錯(cuò)誤；向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，它可能是某種性質(zhì)的力，也可能是某個(gè)力的分力或幾個(gè)力的合力，受力分析時(shí)不能加入向心力，故C錯(cuò)誤.例二：如圖是探究影響向心力大小的因素的實(shí)驗(yàn)裝置．長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等．轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)球所受向心力的比值．(1)該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用________________(選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“控制變量法”或“等效替代法”)來探究向心力的大小F與質(zhì)