研究匀速圆周运动运动的规律.ppt

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1、2.2 研究匀速研究匀速圆周运周运动运运动的的规律律提问：什么是匀速圆周运动?“匀速”的含义是什么？讨论：那么物体所受的外力沿什么方向？加速度又怎样呢？匀速圆周运动是变变速速曲线运动变速曲线运动运动状态改变一定受到外力一定存在加速度(1)图图661中的地球受到什么力的作中的地球受到什么力的作用用?这个力可能沿什么方向这个力可能沿什么方向?(2)图图6.62中的小球受到几个力的作用中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向这几个力的合力沿什么方向?感知加速度的方向感知加速度的方向结论：结论：做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心，所以物体的加速

2、度也指向圆心向圆心，所以物体的加速度也指向圆心问题：问题：“任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向任何物体做匀速圆周运动的加速度都指向圆心圆心”?暂时不能，因为上面只研究了有限的实例还暂时不能，因为上面只研究了有限的实例还难以得出一般性的结论难以得出一般性的结论讨论：讨论：速度的速度的变化量化量1.如果初速度如果初速度v1和末速度和末速度v2在在 同一方向上，如何表示速度的同一方向上，如何表示速度的变化量化量v?（1）v1 v2 （如同乙）（如同乙）3.如果初速度如果初速度v1和末速度和末速度v2不不 在同一直在同一直线上，如何表示速度的上，如何表示速度的变化量化量v?速度的变化量速度的变化量速

3、度的变化量速度的变化量v与初速度与初速度v1和末速度和末速度v2的关系：的关系：从同一点作出物体的在一段时间的始末两个速从同一点作出物体的在一段时间的始末两个速度的矢量度的矢量v1和和v 2，从初速度矢量，从初速度矢量v1的末端作一的末端作一个矢量个矢量v至末速度矢量至末速度矢量v2的末端，所作的矢量的末端，所作的矢量v就等于速度的变化量。就等于速度的变化量。向心加速度的方向向心加速度的方向1、定义：定义：做匀速圆周运动的物体具有做匀速圆周运动的物体具有沿半径沿半径指向圆心指向圆心的加速度，这个加速度称为的加速度，这个加速度称为向向心心加速度（用加速度（用a表示）表示）向心加速度的表达式向心加

4、速度的表达式a=v2ra=2ra=va=r 42T 2a=42 f 2r 思考：思考：思考：思考：从公式从公式从公式从公式 看，向心加速度与半径成反比；从公式看，向心加速度与半径成反比；从公式看，向心加速度与半径成反比；从公式看，向心加速度与半径成反比；从公式 看，向心加速度与半径成正比；这两个结论是否矛看，向心加速度与半径成正比；这两个结论是否矛看，向心加速度与半径成正比；这两个结论是否矛看，向心加速度与半径成正比；这两个结论是否矛盾？盾？盾？盾？a=v2ra=r2v不变时，不变时，a与与r 成反比成反比不变时，不变时，a与与r 成正比成正比 设有一物体的线速度为设有一物体的线速度为1001

5、00米每秒，运动的半径等于米每秒，运动的半径等于地球的半径，那么是否可以地球的半径，那么是否可以把这个物体的运动看成是水把这个物体的运动看成是水平上的匀速运动？为什么？平上的匀速运动？为什么？思考根据牛顿第二运动定律：根据牛顿第二运动定律：F合合=M a则有：则有：或需要这样大的力才能需要这样大的力才能产生这样大的加速度产生这样大的加速度对力应该还有要求：对力应该还有要求：力的方向力的方向熟悉这个力熟悉这个力1、由牛顿第二运动定律、由牛顿第二运动定律 F合合=M a 可知可知该力的方向该力的方向：与加速度方向一致与加速度方向一致向心力向心力2、方向：总是指向圆心（变力）、方向：总是指向圆心（变

6、力），与速度方向垂直则其，与速度方向垂直则其效果效果：3、向心力是按照效果命名的力：、向心力是按照效果命名的力：物体所受的合物体所受的合 外外力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力（可以由力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力（可以由重力、弹力、摩擦力等提供）。重力、弹力、摩擦力等提供）。只改变速度的方向，不改变速度的大小。只改变速度的方向，不改变速度的大小。1、定义：定义：在在匀速圆周运动中，产生向心加速度匀速圆周运动中，产生向心加速度的力叫做向心力（用的力叫做向心力（用F表示）表示）2 2、向心力的大小、向心力的大小或或只改变速度的方向，不改变速度的大小。只改变速度的方向，不改变速度的大小

7、。转动手柄转动手柄变速变速轮塔轮塔变速变速轮塔轮塔长槽长槽短槽短槽横臂挡板横臂挡板弹簧测力套筒弹簧测力套筒标尺标尺向心力向心力演示器演示器传动皮带传动皮带 实验证明：向心力的大小跟物体的实验证明：向心力的大小跟物体的质量质量m m、圆周半径、圆周半径r r和角速度和角速度的平方的平方成正比。成正比。O小小钢球钢球在桌面上做在桌面上做匀速圆周运动匀速圆周运动时的时的受力分析受力分析 O 结论：结论：F F支支与与G G相抵消，所以合力为相抵消，所以合力为拉力拉力F FF支支GF请问，这个合力请问，这个合力F F的方向有何特点？与的方向有何特点？与速度速度方向存在方向存在怎样的关系？怎样的关系？O

8、FFFVVVO小小小小钢球钢球钢球钢球在桌面上做在桌面上做在桌面上做在桌面上做匀速圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动匀速圆周运动时时时时合合合合力与力与力与力与速度的速度的速度的速度的分析分析分析分析思考：思考：合外力合外力F的作用效果是什么？的作用效果是什么？卫星绕地球卫星绕地球做匀速圆周运动做匀速圆周运动FFF判断向心力的来源判断向心力的来源1.月球、月球、“旋转秋千旋转秋千”做匀速圆周运动时，做匀速圆周运动时，请分别对它们做受力分析。请分别对它们做受力分析。2.月球、月球、“旋转秋千旋转秋千”做匀速圆周运动时，它们会受到沿圆周切线方向的做匀速圆周运动时，它们会受到沿圆周切线方向的力的作用吗

9、？力的作用吗？FF拉拉GF合合观察思考：观察思考：小物小物块相相对转盘对转盘静止，随静止，随盘盘做匀速做匀速圆圆周运周运动动，分析小物分析小物块的受力情况：的受力情况：GFNF向向f静静旋转秋千（一）旋转秋千（一）FTrOFG旋转秋千（二）旋转秋千（二）rOFTGF1F2请同学们总结向心力的来源：请同学们总结向心力的来源：针对训练1：下列关于做匀速圆周运动的物体的向心力的说法中，正确的是()A物体由于做匀速圆周运动产生了一个向心力B物体所受的合力提供向心力C向心力的方向始终指向圆心，所以它的方向 保持不变D向心力是一个恒力B针对训练2：如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒保持相对静止一起运动，物体的向心力是()A重力B弹力C静摩擦力D滑动摩擦力 BGf静静N课本29页 1-4题复习复习第二节第二节 做完所有练习题做完所有练习题,预习第三节预习第三节