向心力_优秀课件.ppt

第六节：第六节：向心力向心力 拉住绳子一端，使小球在拉住绳子一端，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。光滑水平面上做匀速圆周运动。观察与思考：观察与思考：1.做圆周运动的小球，为什么不沿直线运动？做圆周运动的小球，为什么不沿直线运动？2.小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？3.一旦线断或松手，结果如何？一旦线断或松手，结果如何？做匀速圆周运动的物体的加速度有什么做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。特点？写出向心加速度的公式。温故而知新：温故而知新：利用牛顿第二定律，大家写出向心力利用牛顿第二定律，大家写出向心力的公式。的公式。实验：实验：用用圆锥摆圆锥摆粗略验证向心力的表达式粗略验证向心力的表达式小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想GF结论结论:向心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的的合力提供合力提供F合实实验：验：用用圆圆锥锥摆摆粗粗略略验验证证向向心心力力的的表表达达式式1、实验的基本原理？从运动的角度求得Fn；从受力的角度求得F合；将Fn 和F合 进行比较。2、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m v2rm？r？v？m、r、转n圈数所用时间t、l向心力演示仪向心力演示仪控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法二、向心力表达式的验证：二、向心力表达式的验证：实验目的：验证向心力实验目的：验证向心力演示：控制变量法演示：控制变量法保持保持和和r相同：相同：m1=2m2时，时，F1和和F2的关系的关系保持保持m和和r相同：相同：1=22 时，时，F1和和F2的关系的关系保持保持m和和相同：相同：r 1=2 r 2 时，时，F1和和F2的关系的关系1、向心力、向心力做做匀速匀速圆周运动的物体所受到的圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力。指向圆心的合外力。2、特点：、特点：向心力的作用：向心力的作用：只只改变线速度的方向改变线速度的方向（或产生向（或产生向心加速度）心加速度）方向方向时刻时刻发生变化发生变化（始终指向圆心且与速度方向（始终指向圆心且与速度方向垂直）垂直）向心力是根据力的作用向心力是根据力的作用效果效果来来命名命名的，它不是具的，它不是具有确定性质的某种力。有确定性质的某种力。向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一力某一力，或或几个力的合力几个力的合力所提供。所提供。讨论与交流讨论与交流 在刚才的例子中，可以在刚才的例子中，可以说小球受到重力、绳的拉力说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？和向心力三个力的作用吗？为什么？为什么？不可以不可以 因为向心力是根据因为向心力是根据力的作用效果力的作用效果来命名的一种力，通常由重力、弹力、来命名的一种力，通常由重力、弹力、摩擦力中的摩擦力中的某一个力某一个力，或，或几个力的合几个力的合力力所提供。所提供。所以小球只受所以小球只受两个力两个力，重力和绳的拉力。，重力和绳的拉力。OOmgTFLR阅读课本阅读课本P P2424思考回答以下问题：思考回答以下问题：1 1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？2 2、怎么分析研究一般的曲线运动？、怎么分析研究一般的曲线运动？变速圆周运动和一般曲线运动做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力F Ft t 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小.F Fn n 法向分力，它产生向心加速度，改变速度的方向法向分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.加速加速FnFtFVOFnFtv减速减速F F 把把一般一般曲线分割为许多极短的小段，每一段曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径（样，表明它们具有不同的曲率半径（可以这样理解：就是可以这样理解：就是把那一段曲线尽可能的微分，直到最后近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即把那一段曲线尽可能的微分，直到最后近似一个圆弧，这个圆弧对应的半径即曲线上这个点的曲率半径曲线上这个点的曲率半径.）.注意到这点区别之后，在分析注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上质点经过曲线上某位置某位置的运动时，就可以采用圆的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了周运动的分析方法进行处理了.r1r2处理一般曲线运动的方法A AB B分析向心力来源的思路1.明确研究对象；明确研究对象；2.确定圆周运动所在的平面，明确圆心位置；确定圆周运动所在的平面，明确圆心位置；3.受力分析，指向圆心方向的合力即向心力。受力分析，指向圆心方向的合力即向心力。O O小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？力的来源？力的来源？力的来源？G GF FN NF F 向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力F F F FN N N N、小球的重力、小球的重力、小球的重力、小球的重力G G G G、绳子、绳子、绳子、绳子的拉力的的拉力的的拉力的的拉力的合力提供。合力提供。合力提供。合力提供。匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源F F向向=F=F合合=F=F物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动，小球小球小球小球向心力的来源向心力的来源向心力的来源向心力的来源?F F向向=F=F合合=F=Ff f由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的合力提供合力提供合力提供合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力F F F Ff f f f O O O OG GF FN NF Ff f匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源G GF Ff fF FN N讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块向心力的来源?物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力，即桶对物块的支，即桶对物块的支，即桶对物块的支，即桶对物块的支持力。持力。持力。持力。匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源小球沿光滑的小球沿光滑的漏斗漏斗壁壁做圆周运动做圆周运动做圆周运动做圆周运动向心力：由向心力：由重力和支持力的重力和支持力的合力（合力（或者支持力在水平方向上得或者支持力在水平方向上得分力分力F F）提供）提供F F F FmgmgN N N N匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源你知道赛道为什么这样设计吗？你知道赛道为什么这样设计吗？物理模型物理模型GNF生活场景生活场景你知道摩托转弯为什么要倾斜吗？你知道摩托转弯为什么要倾斜吗？小结3 3、向心力的大小向心力的大小2 2、向心力的作用效果：改变速度的方向向心力的作用效果：改变速度的方向1 1、向心力的方向：指向圆心向心力的方向：指向圆心4 4、向心力的来源向心力的来源Fn=m v2rFn=m r2Fn=m r 42T 2在匀速圆周运动中，合力充当向心力在匀速圆周运动中，合力充当向心力作业完成学案导学的相关内容。