《向心力》课件12_(新人教版必修2).ppt

5 5、6 6 向心力向心力必修二必修二 第五章第五章 曲线运动曲线运动1、引入加速度的目的引入加速度的目的:描述物体速度描述物体速度大小大小方向方向变化的快慢变化的快慢结论：结论：只要存在速度变化，就存在有加速度只要存在速度变化，就存在有加速度一一、复习上节内容复习上节内容匀变速直线运动：匀变速直线运动：速度速度大小变化大小变化方向不变方向不变加速度描述速度大小变化的快慢加速度描述速度大小变化的快慢 匀速圆周运动：匀速圆周运动：速度速度大小不变大小不变方向变化方向变化加速度描述速度方向变化的快慢加速度描述速度方向变化的快慢 2、向心加速度、向心加速度 定义：定义：做匀速圆周运动的物体具有的做匀速圆周运动的物体具有的指向圆心的加速度指向圆心的加速度大小：大小：或或方向：方向：指向圆心，与速度方向垂直（时刻变化）指向圆心，与速度方向垂直（时刻变化）a a与与r r究竟是成正比呢，究竟是成正比呢，还是成反比？还是成反比？若若一定一定 ,就成正比就成正比 ;若若v v一定一定 ,就成反比就成反比 。NGF1 1、小球受哪些力的作用？、小球受哪些力的作用？2 2、这几个力的合力是什么？沿什么方向？这几个力的合力是什么？沿什么方向？这个合力起什么作用？这个合力起什么作用？小球在水平面内做匀速圆周运动小球在水平面内做匀速圆周运动vFvFvFFv做匀速圆周运动的做匀速圆周运动的物体，合外力指向物体，合外力指向圆心，与速度圆心，与速度V V方方向垂直向垂直一、向心力一、向心力 Fn定义：定义：做做匀速圆周运动匀速圆周运动的物体所受到的指向的物体所受到的指向圆心的圆心的合外力合外力，叫向心力。，叫向心力。大小：大小：或或方向：方向：指向圆心，与速度方向垂直（时刻变化）指向圆心，与速度方向垂直（时刻变化）作用效果：作用效果：只改变只改变V的方向的方向,不改变不改变V的大小的大小OFFFVVVO二，用圆锥摆粗略验证向心力公式二，用圆锥摆粗略验证向心力公式思考题：思考题：1 1、实验器材有哪些、实验器材有哪些?铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表2 2、简述实验原理、简述实验原理(怎样达到验证的目的怎样达到验证的目的)m rm r2 2=mgtanmgtan3 3、实验过程中要测量记录哪些数据、实验过程中要测量记录哪些数据?半径半径r r，运动，运动n n圈所用时间圈所用时间t t，小球距悬点，小球距悬点的竖直高度的竖直高度h h4 4、实验过程中产生误差的原因主要有哪些、实验过程中产生误差的原因主要有哪些?小球小球受到哪些力的作用？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？rOmgF合结论结论:向心力由拉力向心力由拉力FT和重力和重力mg的的合力提供，大小为合力提供，大小为F F合合=mgtanmgtan思考：思考：FT实验验证实验验证实验装置：向心力演示器。实验装置：向心力演示器。弹簧测力套筒弹簧测力套筒转动手柄转动手柄长槽短槽小球小球三层变速塔轮三层变速塔轮标尺标尺挡板挡板弹簧测力套筒弹簧测力套筒演示内容：演示内容：向心力与质量的关系：向心力与质量的关系：、r r一定，取两球使一定，取两球使m mA A=2m=2mB B向心力与半径的关系：向心力与半径的关系：m m、一定，取两球使一定，取两球使r rA A=2r=2rB B向心力与角速度的关系：向心力与角速度的关系：m m、r r一定，使一定，使A A=2=2B B结论：结论：F FA A=2F=2FB B结论：结论：F FA A=2F=2FB B结论：结论：F FA A=4F=4FB B三、分析向心力来源三、分析向心力来源1 1、卫、卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行VF卫星只受到地球的吸引力卫星只受到地球的吸引力F F，所以合力为，所以合力为F F，F F提供向心力提供向心力2 2、轻绳栓一小球、轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。在光滑水平面做匀速圆周运动。GNFON N与与G G相抵消，所以合力为绳的拉力相抵消，所以合力为绳的拉力F F，F F提供向心力提供向心力3 3、小物体随着圆盘一起做匀速圆周运动、小物体随着圆盘一起做匀速圆周运动GFNfFN与与G G相抵消，所以合力为静摩擦力相抵消，所以合力为静摩擦力f，f提供向心力提供向心力4 4、细绳悬吊一小球、细绳悬吊一小球,小球在水平面上做匀速圆周运动小球在水平面上做匀速圆周运动GFF合合F2F14 4、在匀速转动的圆桶内壁上紧贴一物体、在匀速转动的圆桶内壁上紧贴一物体,一起匀速转动一起匀速转动GFNFf向心力的来源：向心力的来源：是一种是一种效果力，效果力，它可以是某一个力（重力、弹它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的力、摩擦力）或几个力的合力，合力，也可以是某个力的也可以是某个力的分力。分力。即向心力就是物体做匀速圆周运动受到的合外力。即向心力就是物体做匀速圆周运动受到的合外力。向心力并不是物体实向心力并不是物体实际受到的力，受力分际受到的力，受力分析时析时,不能多出一个向不能多出一个向心力心力1、江苏南通在北纬、江苏南通在北纬32，求南通所在处质量为，求南通所在处质量为1Kg的的物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大？（设地球物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大？（设地球半径半径R=6400km，COS32=0.85）AORr分析：首先应明确物体做匀速圆周运分析：首先应明确物体做匀速圆周运动，再确定圆周轨迹、圆心及半径。动，再确定圆周轨迹、圆心及半径。物体随地球自转的角速度物体随地球自转的角速度=2/T圆周半径圆周半径r=R cos32 Fn=m2r =m(2/T)2 Rcos32代入数据可得代入数据可得Fn=2.8710-2NO课堂练习课堂练习32四、变速圆周运动四、变速圆周运动.OFFtFn竖竖直直平平面面内内的的圆圆周周运运动动Ft 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.Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.1.向心力、向心加速度的深入理解：向心力、向心加速度的深入理解：向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度向心加速度不一定是物体做圆周运动的实际加速度；在匀速圆周运动中，向心加速度就在匀速圆周运动中，向心加速度就是物体做圆周运动的实际加速度，而是物体做圆周运动的实际加速度，而在一般的非匀速圆周运动中，它只是在一般的非匀速圆周运动中，它只是物体实际运动的加速度的一个分加速物体实际运动的加速度的一个分加速度，另一个分加速度为切向加速度，度，另一个分加速度为切向加速度，如图所示如图所示.可见物体做圆周运动的加速可见物体做圆周运动的加速度不一定指向圆心，只有匀速圆周运度不一定指向圆心，只有匀速圆周运动的加速度才一定指向圆心；但向心动的加速度才一定指向圆心；但向心加速度方向始终沿着半径指向圆心加速度方向始终沿着半径指向圆心.圆周运动的切向加速度是描述圆周圆周运动的切向加速度是描述圆周运动的线速度的大小改变快慢的，向运动的线速度的大小改变快慢的，向心加速度是描述线速度的方向改变快心加速度是描述线速度的方向改变快慢慢2 2、处理一般曲线运动的方法：、处理一般曲线运动的方法：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.注意到这点区注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，别之后，在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进行处理了就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了.r1r2课课 堂堂 小小 结结 向心力：向心力：大小大小：方向：方向：作用效果：来源：来源：或或：F Fn n=m=mv v2 2r rF Fn n=m=m2 2r r沿半径指向圆心。是变力。沿半径指向圆心。是变力。Fn V,Fn V,只改变速度方向。只改变速度方向。向心力通常由重力、弹力、摩擦向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力提供，也可以是力中的某一个力提供，也可以是某个力的分力，或几个力的合力某个力的分力，或几个力的合力所提供。是效果力，受力分析时所提供。是效果力，受力分析时不单独分析不单独分析