勻速圓周運動的向心力

§2.2勻速圓周運動的向心力四川省劍閣中學校柏靜1勻速圓周運動的向心力5/8/2024教學目標：

1.知道物體做勻速圓周運動的條件，理解向心力的概念、方向、來源。2.能通過實驗，探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關系。3.能應用向心力進行求解相應問題。2勻速圓周運動的向心力5/8/2024復習提問：1.什么是勻速圓周運動？2.“勻速”的含義是什么？勻速圓周運動是變速曲線運動變速曲線運動運動狀態(tài)改變物體做勻速圓周運動所受的合外力有何特點？一定受到合外力3勻速圓周運動的向心力5/8/2024

看一看：用細線栓一個小物體，在光滑桌面上做勻速圓周運動。想一想：小球受哪些力？合外力有何特點？4勻速圓周運動的向心力5/8/2024O

結(jié)論：F支與G相平衡，所以合力為拉力F且指向圓心F支GF小球受力分析：

5勻速圓周運動的向心力5/8/2024做勻速圓周運動的物體，一定需要沿半徑指向圓心的合力的作用。這個力稱為“向心力”。常記為F向。問：若把手松開，小球又該做什么運動？F支與G相平衡，所以合力為零，做勻速直線運動說明了什么？6勻速圓周運動的向心力5/8/2024月球、“旋轉(zhuǎn)秋千”做勻速圓周運動時，請分別對它們做受力分析，并說明它們所受合力有何特點？FF拉GF合觀察思考：7勻速圓周運動的向心力5/8/2024GFNFFGT合外力方向指向圓心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。8勻速圓周運動的向心力5/8/2024

1、定義：物體做勻速圓周運動時所受合力方向始終指向圓心，這個指向圓心的合力就叫做向心力。2、特點：方向始終指向圓心，且始終與速度方向垂直（方向不斷變化），是變力一、向心力OFFVVFV9勻速圓周運動的向心力5/8/20243、作用效果：只改變速度方向，不改變速度大小，維持物體做勻速圓周運動。GFNFf支持力作向心力（1）在勻速轉(zhuǎn)動的圓桶內(nèi)壁上緊貼一物體,一起勻速轉(zhuǎn)動例：判斷下列物體向心力的來源10勻速圓周運動的向心力5/8/2024ωGFNFf木塊受到的靜摩擦力做向心力。

（2）物體隨盤一起做勻速圓周運動11勻速圓周運動的向心力5/8/2024（3）細繩懸吊一小球,小球在水平面上做勻速圓周運動細繩的拉力與小球重力的合力作向心力；或細繩拉力的水平分力作向心力。圓錐擺F2F112勻速圓周運動的向心力5/8/20244.向心力的來源

（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。13勻速圓周運動的向心力5/8/2024例：下列關于做勻速圓周運動的物體的向心力的說法中，正確的是()A．物體由于做勻速圓周運動產(chǎn)生了一個向心力B．物體所受的合力提供向心力C．向心力的方向始終指向圓心，所以它的方向保持不變D．向心力是一個恒力B14勻速圓周運動的向心力5/8/20245.向心力的大?。核伎迹阂粋€物體要做勻速圓周運動，外界要給它多大的向心力？并猜想向心力的大小和哪些因素有關？

猜想：物體做勻速圓周運動所需的向心力大小可能與物體的質(zhì)量、角速度大小和運動半徑有關15勻速圓周運動的向心力5/8/2024方法：控制變量法實驗探究目的：探究向心力的大小向心力演示器16勻速圓周運動的向心力5/8/2024手推檔板實驗原理:17勻速圓周運動的向心力5/8/2024小球靜止GFN18勻速圓周運動的向心力5/8/2024G勻速圓周運動FNF′F19勻速圓周運動的向心力5/8/2024不變量變量現(xiàn)象F向與m的關系F向與r的關系F向與ω的關系r,ω不變m,ω不變r,m不變m1=2m2F1=2F2F1=4F2F1=2F2r1=2r2ω1=2ω2實驗步驟20勻速圓周運動的向心力5/8/20241、F與m的關系保持r、ω一定：保持r、m一定：3、F與r的關系保持m、ω一定：2、F與ω的關系F∝mF∝rF∝ω221勻速圓周運動的向心力5/8/2024結(jié)論：實驗表明：物體做勻速圓周運動需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比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。根據(jù)ω、v的關系可知，F(xiàn)=mω2r=mv2/rF=mω2r22勻速圓周運動的向心力5/8/2024閱讀后思考：（1）由牛頓第二定律知，力決定加速度，那么向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？向心加速度由向心力產(chǎn)生，根據(jù)牛頓運動定律知：向心加速度的方向與向心力的方向相同（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？向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量（3）怎樣推導向心加速度的公式？F向=mω2rF向=ma向a向=ω2r23勻速圓周運動的向心力5/8/2024二、向心加速度3、大?。?、定義：由向心力產(chǎn)生的加速度2、方向：始終沿半徑指向圓心，方向不斷改變4、物理意義：描述做圓周運動的物體線速度方向改變的快慢24勻速圓周運動的向心力5/8/2024

1、關于向心力的說法正確的是（）

A.向心力不改變做圓周運動物體的速度大小B.做勻速圓周運動的物體受到的向心力即為物體受到的合力

C.做勻速圓周運動的物體的向心力是不變的

D.物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力AB課堂練習：25勻速圓周運動的向心力5/8/2024

2、從看，好像F跟r成正比，從看，好像F跟r成反比。你如何認識這個問題？26勻速圓周運動的向心力5/8/20243、如圖,已知質(zhì)量為m=5kg的物體,在以角速度ω=2rad/s勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(物體與圓盤之間沒有相對滑動),滑塊離轉(zhuǎn)軸的距離r=0.2m,重力加速度g=10m/s2.求：物體受到的靜摩擦力f.

27勻速圓周運動的向心力5/8/2024步驟（1）明確研究對象，進行受力分析，畫出受力圖

（2）分析運動情況，確定運動的平面、圓心和半徑

（3）在指向圓心的方向上,求出合力的表達式

（4）根據(jù)向心力公式列方程求解28勻速圓周運動的向心力5/8/20244、如圖所示,長為R的輕質(zhì)桿(質(zhì)量不計),一端系一質(zhì)量為m的小球(球大小不計)，繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，若小球最低點時，桿對球的拉力大小為1.5mg，求：

①小球最低點時的線速度大小?

②小球通過最高點時，桿對球的作用力的大小及方向?

29勻速圓周運動的向心力5/8/20244、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’OmgTR30勻速圓周運動的向心力5/8/2024課堂小結(jié)：一、向心力1、大?。?/p>

F=mω2r=mv2/r2、