知识讲解 圆周运动的向心力及其应用 提高.doc
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1、圆周运动的向心力及其使用编稿:周军审稿:吴楠楠【深造目标】1、理解向心力的特征及其来源2、理解匀速圆周运动的条件以及匀速圆周运动跟变速圆周运动的区不3、能够熟练地运用劲学的全然方法处理圆周运动征询题5、理解外力所能供应的向心力跟做圆周运动所需要的向心力之间的关系,以此为按照理解向心运动跟离心运动。【要点梳理】要点一、物体做匀速圆周运动的条件要点说明:物体做匀速圆周运动的条件:存在肯定速率的物体,在大小波动且倾向总是与速率倾向垂直的合外力的感染下做匀速圆周运动。说明:从物体受到的合外力、初速率以及它们的倾向关系上讨论物体的运动情况,是理解运动跟力关系的全然方法。要点二、关于向心力及其来源1、向心
2、力要点说明1向心力的定义:在圆周运动中,物体受到的合力在沿着半径倾向上的分量叫做向心力.2向心力的感染:是修改线速率的倾向发生向心加速率的缘故。3向心力的大小:向心力的大小等于物体的质量跟向心加速率的乘积;关于判定的物体,在半径肯定的情况下,向心力的大小反比于线速率的平方,也反比于角速率的平方;线速率必定时,向心力反比于圆周运动的半径;角速率必定时,向心力反比于圆周运动的半径。假设是匀速圆周运动那么有:4向心力的倾向:与速率倾向垂直,沿半径指向圆心。5关于向心力的说明:向心力是按结果命名的,它不是某种性质的力;匀速圆周运动中的向心力不断垂直于物体运动的速率倾向,因而它只能改动物体的速率倾向,不
3、克不迭修改速率的大小;不论是匀速圆周运动仍然变速圆周运动,向心力总是变力,但是在匀速圆周运动中向心力的大小是波动的,仅倾向不断变卦。2、向心力的来源要点说明1向心力不是一种特不的力。重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都能够作为向心力。2匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源(如表所示):要点三、匀速圆周运动与变速圆周运动的区不1、从向心力看匀速圆周运动跟变速圆周运动要点说明:1匀速圆周运动的向心力大小波动,由物体所受到的合外力完好供应,换言之也的确是说物体受到的合外力完好充当向心力的足色。比如月球旋绕地球做匀速圆周运动,它受到的地球对它的引力的确是合外力,谁人合外力
4、恰恰沿着半径指向地心,完好用来供应月球旋绕地球做匀速圆周运动的向心力。2在变速圆周运动中,向心力只是物体受到的合外力的沿着半径倾向的一个分量。比如用一根细线拴一个小球在竖直破体内做变速圆周运动,它的受力情况如以下列图,物体受到线的拉力F拉跟重力mg的感染,其合力分析为两个分量:向心力跟切向力。不行看出:向心力修改着速率的倾向,发生向心加速率;切向力与线速率的倾向一样或者相反,修改着线速率的大小使得物体做变速圆周运动。2、从圆周运动的法那么看匀速圆周运动跟变速圆周运动要点说明:1匀速圆周运动跟变速圆周运动所有用的共同法那么不论是匀速圆周运动仍然变速圆周运动向心加速率的大小总是:公式中的每一个量全
5、然上瞬时量,任何一个时刻或者任何一个位置都能够用公式打算向心加速率。换一种说法的确是:在圆周运动中的任何时刻或位置,牛顿运动定律都成破,即比如上面的例子,用一根细线拴一个小球在竖直破体内做变速圆周运动,在图中所示的位置用牛顿第二定律可得:2只有用于匀速圆周运动的打算公式:因为在匀速圆周运动的过程中各个量大小的平均值跟瞬时值是相当的;假设将上式用在变速圆周运动中,打算的结果仅是一个意思不大年夜的大年夜略的平均值。要点四、圆周运动的实例1、水平面上的圆周运动要点说明:1圆锥摆运动:小球在细线的拉力跟重力感染下的在水平面上的匀速圆周运动,如以下列图:OFlmF向O1rmg向心力来源:物体重力跟线的拉
6、力的合力,沿着水平倾向指向圆心。力学方程:征询题讨论:a.物体加速率与夹角的关系:,向心加速率越大年夜时,夹角越大年夜。b.角速率与夹角的关系:,可见角速率越大年夜时,夹角越大年夜。2在水平圆盘上随圆盘一起转动物体向心力的来源:如图,在竖直倾向上重力跟支持力平衡,物体做圆周运动的向心力由物体所受的静摩擦力供应。静摩擦力的倾向:当物体做匀速圆周运动时,谁人静摩擦力沿着半径指向圆心;当做变速圆周运动时,静摩擦力尚有一个切线倾向的分量存在,用来修改线速率的大小。静摩擦力的变卦:当水平圆盘的转速增大年夜时,物体受到的静摩擦力也随之增大年夜,当物体所需要的向心力大年夜于最大年夜静摩擦力时,物体将相关于圆
7、盘滑动,变为滑动摩擦力。2、竖直破体内的圆周运动要点说明:1汽车过拱形桥在竖直面内的圆周运动中能够分为:匀速圆周运动跟变速圆周运动。关于匀速圆周运动处理起来一般比较便当。关于变速圆周运动,定量的打算素日是在圆周的最高点跟最低点处用牛顿第二定律。比如:汽车通过半圆的拱形桥,因为桥面对汽车供应的只能是支持力。汽车在点位置最高时,对车由牛顿第二定律得:为了驾驶安全,桥面对车的支持力必须大年夜于零,即从而解得车的速率应称心关系假设,在不计气氛阻力的情况下,车将做平抛运动汽车在位置时有又解得2汽车通过圆弧型的凹处路面如图在最低点处,对车使用牛顿第二定律得:桥面对车的支持力可见,随着车的速率增大年夜,路面
8、对车的支持力变大年夜。要点五、圆周运动中的超重与失落重1、超重与失落重的揣摸标准要点说明:1运动物体的加速率倾向向上或者有向上的分量时,物体处于超重形状,物体对水平支持面的压力大年夜于自身的重力。2运动物体的加速率倾向向下或者有向下的分量时,物体处于失落重形状,物体对水平支持面的压力小于自身的重力。2、圆周运动中的超重与失落重现象要点说明:1失落重现象:在竖直面上的圆周运动,物体处在圆周的最高点附近时,向心加速率竖直向下,物体对支持物的压力小于自身重力。比如在拱形桥顶运动的汽车,由上面打算有,它关于桥面的压力小于重力。2超重现象:在竖直面上的圆周运动,物体处在圆周的最低点附近时,向心加速率竖直
9、向上,物体对支持物的压力大年夜于自身重力。比如汽车通过圆弧型的凹处路面在最低点处,桥面对车的支持力大年夜于自身重力。要点五、关于离心现象1、外力供应的向心力与做圆周运动需要的向心力之间的关系对物体运动的阻碍要点说明:1外力供应的向心力:是某个力、多少多个力的合力或者是合力在半径倾向上的分量,是实真实在的相互感染。2做圆周运动需要的向心力:是指在半径为r的圆周上以速率v运动时,必须求这么大年夜的一个力,才能称心速率倾向修改的恳求。3供需关系对物体运动的阻碍:外力供应的向心力等于物体做圆周运动需要的向心力时,物体做圆周运动;外力供应的向心力小于物体做圆周运动需要的向心力时,物体做阔不圆心的运动离心
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