教育专题：高一物理向心力.ppt
5.6 向心力1、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？2、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。3、做圆周运动的物体一定受力吗？思考：思考：做圆周运动的物体的受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？花样滑冰水平光滑平面水平光滑平面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？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垂垂直直 2、方向：方向：总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。3 3、效果：、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。只改变速度方向，不改变速度大小。一、向心力1、定义：、定义：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。注意：注意：1、向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。2 2、向心力的、向心力的来源来源：可以是重力、弹：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的以是几个力的合力，合力，还可以是某个还可以是某个力的力的分力分力。GFfFNGTF总结分析向心力来源的思路明确研究对象确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心圆心位置进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。向心力的大小与向心力的大小与哪些物理量有关呢？哪些物理量有关呢？探究向心力的大小：探究向心力的大小：1 1、提出问题：、提出问题：向心力的大小与哪些因素有关？向心力的大小与哪些因素有关？2 2、猜想假设：、猜想假设：FnFn与与m m、r r、有关有关3 3、设计实验：、设计实验：4 4、进行实验：、进行实验：控制变量法控制变量法保持保持r r、m m一定一定FnFn与与的关系的关系保持保持m m、一定一定FnFn与与r r的关系的关系保持保持r r、一定一定FnFn与与m m的关系的关系5 5、得出结论：、得出结论：保持保持r r、m m一定一定Fn 2保持保持m m、一定一定Fn r保持保持r r、一定一定Fn m Fn km2r向心力演示器向心力演示器1 1、公式：、公式：F Fn n=mr=mr2 2二、向心力的大小=mv=mv2 2/r/r=mr(2/T)=mr(2/T)2 22、单位：m mkgkg r rm m rad/srad/s v vm/sm/s T Ts s FnN 匀速圆周运动的受力特点：方向始终指向圆心，不断改变大小保持不变三、变速圆周运动和一般曲线运动阅读课本阅读课本P24思考回答以下问题：思考回答以下问题：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、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？1、做变速圆周运动的物体所受的力FFnFtF 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 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.加速加速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例例1 1：关于向心力说法中正确的是（：关于向心力说法中正确的是（）A A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B B、向心力不改变速度的大小；、向心力不改变速度的大小；C C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D D、向心力、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以 外的一种新的力外的一种新的力B例例2 甲乙两物体都做匀速圆周运动甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为其质量之比为12,12,转动半径之比为转动半径之比为12,12,在相同时间内甲转在相同时间内甲转过过4 4周，乙转过周，乙转过3 3周周.则它们的向心力之比为（则它们的向心力之比为（）A.14 B.23 C.49 A.14 B.23 C.49D.916D.916C C把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图，小球的向心力是什么力提供的？如图，小球的向心力是什么力提供的？例例3、解析：解析：小球受力分析如图。小球受力分析如图。G GF F可见，向心力是重力G和支持力F的合力提供的.也可以认为是支持力F在水平方向的分力提供的上题中，若小球转动的角速度为上题中，若小球转动的角速度为，如图倾角为如图倾角为，试求小球做圆周运动的半径。，试求小球做圆周运动的半径。解析：解析：小球受力分析如图。小球受力分析如图。mgmgF F可知小球做圆周运动的向心力Fn为是重力G和支持力F的合力，有：Fn=mg tan=mr2解得：解得：r=g tan/2如图，半径为如图，半径为r r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为，现要使小橡皮，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？不落下，则圆筒的角速度至少多大？练习练习解析：解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有：Ff=mg其中：Ff=FN而由向心力公式：FN=m2r解以上各式得：GFfFN知识小结向心力向心力方向方向大小大小效果效果来源来源注意：注意：匀速圆周运动和非匀速圆周运动匀速圆周运动和非匀速圆周运动的区别和联系。的区别和联系。方法总结学会分析向心力的来源学会分析向心力的来源学会利用向心力公式解决圆周运动问题学会利用向心力公式解决圆周运动问题一般曲线运动的研究方法。一般曲线运动的研究方法。1 1、阅读课本、阅读课本P P2 23 3的实验和的实验和P25的做一做，试设的做一做，试设计一个实验计一个实验,探索物体做匀速圆周运动时所需探索物体做匀速圆周运动时所需要的向心力与哪些因素有关要的向心力与哪些因素有关.思路思路:(1)设计一个可以方便地改变实验变量的匀速圆周运设计一个可以方便地改变实验变量的匀速圆周运动动,例如例如,与匀速圆周运动相关的物理量与匀速圆周运动相关的物理量(质量、半径、质量、半径、线速度等线速度等)在实验过程中可以取不同的数值在实验过程中可以取不同的数值.(2)采用控制变量法实验采用控制变量法实验,让其中的某几个变量保持让其中的某几个变量保持不变不变,研究物体所受合力与其他量的关系研究物体所受合力与其他量的关系.(3)将不同情况下的研究结果加以比较将不同情况下的研究结果加以比较,综合得出结综合得出结论论.作业：作业：
