匀速圆周运动的向心力.ppt
第第六六节节向向心心力力第五章第五章 曲线运动曲线运动小球受小球受哪些力？合外力有何特点？哪些力？合外力有何特点？想一想一想想轻绳栓一小球轻绳栓一小球,在光滑水平面在光滑水平面做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。做一做做一做一、认识向心力一、认识向心力GFNF小球受力分析：小球受力分析：OFN与与G相抵消，所以合力为相抵消，所以合力为F分析：分析：绳子对球有指绳子对球有指向圆心的力向圆心的力合力合力OFFFVVVO 小球受力分析：小球受力分析：结论：结论：做匀速圆运动的小球做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，合外力指向圆心，与速度与速度v垂直垂直总指向圆心，沿半径方向与速度垂直，方向不断变化只改变速度方向，不改变速度大小做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力向心力是恒力向心力是恒力吗？匀速圆周吗？匀速圆周运动是匀变速运动是匀变速运动吗运动吗?一、向心力一、向心力2、方向特点：方向特点：3 3、效果：、效果：1 1、定义：、定义：向心力的来源分析向心力的来源分析小物块在水平圆盘上做匀速小物块在水平圆盘上做匀速圆周运动圆周运动想一想想一想?小物块受哪些力小物块受哪些力?合外力有何特点合外力有何特点?GFf小球在光滑水平木板上做匀速小球在光滑水平木板上做匀速圆周运动圆周运动GF2F1飞车走壁1 1 1 1、小球受哪几个力？、小球受哪几个力？、小球受哪几个力？、小球受哪几个力？2 2 2 2、小球的向心力由什么力来充当、小球的向心力由什么力来充当、小球的向心力由什么力来充当、小球的向心力由什么力来充当?rOO FGF合向心力的来源分析向心力的来源分析F合mg tan想想一一想想二二、向心力的理解与来源分析向心力的理解与来源分析1、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。2、向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力。可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。三、探究影响向心力大小的因素、探究影响向心力大小的因素1.让小球在水平桌面上做匀速圆周运动,多次实验感受细绳对手拉力大小.2.小组探讨,猜想影响向心力大小的因素有哪些?实验要求实验要求:（1 1）体验向心力的大小体验向心力的大小猜想：向心力大小可能与猜想：向心力大小可能与 _ _ 有关有关物体质量物体质量m、轨道半径轨道半径r、运动快慢运动快慢（2 2）演示实验：用小球定性向心力的大小演示实验：用小球定性向心力的大小方法方法:控制变量法控制变量法数据处理重锤质量（g）半径cm 拟合线斜率 实验结论 122.813.5214.013.5314.06.751.1.F与与m的关系的关系保持保持r、一定一定保持保持r、mm一定一定2.2.F与与r的关系的关系保持保持m、一定一定3.3.F与与的关系的关系1、r、一定，一定，F与与m成正比成正比2、m、一定一定，F与与r成正比成正比3、r、m一定一定，F与与 2成正比成正比结论：结论：向心力向心力F的大小与物体质量的大小与物体质量m、圆周、圆周 半径半径r和角速度和角速度都有关系都有关系说明：说明：质量为质量为m的质点，在半径为的质点，在半径为r的圆周上做匀速的圆周上做匀速 圆周运动，线速度为圆周运动，线速度为v，角速度为角速度为，所需向所需向 心力的大小为心力的大小为F根据根据 推导向心力的另一表达式推导向心力的另一表达式OO思考FnFF合合vFnFvF合合速度速度增大增大的圆的圆周运周运动动变速圆周运动速度速度减小减小的圆的圆周运周运动动匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向始终匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？切向力切向力F ：垂直半径方向的合力：垂直半径方向的合力向心力向心力Fn：沿着半径（或指向圆心）的合力：沿着半径（或指向圆心）的合力产生切向加速度，只改变速度的大小产生切向加速度，只改变速度的大小产生向心加速度，只改变速度的方向产生向心加速度，只改变速度的方向v链球视频链球视频:投掷过程中为什么链球速度越来越大？投掷过程中为什么链球速度越来越大？把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表看作为一小段圆弧，而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。在注意到这点区别之后，明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。r r1 1r r2 22 2、处理一般曲线运动的方法：、处理一般曲线运动的方法：力与速度平行只改变速度大小力与速度平行只改变速度大小力与速度垂直只改变速度方向力与速度垂直只改变速度方向
