五5向心力向心加速度.docVIP

五.5向心力 向心加速度 教学目标 1．理解向心力与向心加速度的概念 2．回用向心力与向心加速度公式进行计算 复习： 1．描述匀速圆周运动的物理量有那些？ 2．物体做变速直线运动时，合力F的方向与速度v方向在一条直线上，速度的大小改变，速度的方向不变．与速度方向平行的力只改变速度的大小． 物体做曲线运动时，合力的方向与速度方向不在一条直线上．速度的大小改变，速度的方向也改变． 与速度方向平行的分力，改变速度的大小 与速度方向垂直的分力改变速度的方向 3．匀速圆周运动是________在变________不变的曲线运动。 一．向心力 物体做匀速圆周运动时，速度的方向改变，速度的大小不变，可以推知其合力的方向必与速度方向垂直即指向圆心． 1．向心力定义： 匀速圆周运动的物体，合力的方向不断变化，但总与线速度方向垂直而指向圆心，叫做向心力． 向心力是按力的效果来命名的，匀速圆周运动的物体，所受力的合力提供物体所需要的向心力． 受力分析时，不要把力做完了，再额外作一个向心力； 2．向心力效果：一般圆周运动的物体，由沿半径且指向圆心的合力充当所需要的向心力，它只改变速度的方向，切线方向的力产生切线方向加速度；改变速度大小。 3．向心力来源： 二．影响向心力的大小的因素 演示试验表明（控制变量法）： 角速度和半径一定，小球质量大，所需要的向心力就大。 角速度和质量一定，小球运动半径大，所需要的向心力就大。 半径和质量一定，小球运动角速度大，所需要的向心力就大。 向心力大小跟小球质量m、小球运动半径r和小球运动角速度ω有关。 精确实验证明，匀速圆周运动所需向心力大小为当各个量都取国际主单位时，比例稀疏为1。向心力为： 在质量 m、角速度ω 一定时，向心力大小和轨道半径 r成正比，因为：所以： 在质量 m、线速度v 一定时，向心力大小和轨道半径 r 成反比 三．向心加速度 a 1．定义：向心力产生的加速度，叫向心加速度． 2．大小计算：由牛顿第二定律F＝ma和向心力公式F＝mrω2可知，向心加速度的大小： 单位位：m/s2， 向心加速度的方向也总与线速度方向垂直而指向圆心 3．物理意义：向心加速度描述线速度方向变化的快慢 练习1： 1．如图所示，甲、乙两球作匀速圆周运动，向心加速度随半径变化。由图像可以知道： A．甲球运动时，线速度大小保持不变 B．甲球运动时，角速度大小保持不变 C．乙球运动时，线速度大小保持不变 D．乙球运动时，角速度大小保持不变。 2．已知：m 1kg; r 1m; ω 10rad/s.如果系住此物体的绳子的最大拉力位60N，a.则能否实现满足上述条件的圆周运动？b.此细绳最多允许该物体作圆周运动的线速度是多少？ 3．条件如图：求细绳在竖直位置的拉力。 四．匀速圆周运动的性质 对于某一确定的匀速圆周运动，物体质量 m、角速度 ω、轨道半径 r 都是不变的，线速度 v的大小也不变，所以向心力和向心加速度的大小不变，但向心力和向心加速度的方向却时刻变化。 对于变速圆周运动，计算时取瞬时值代入。 例1：如图所示的传动装置中，A、B两轮同轴转动。A、B、C三轮的半径大小的关系是RA RC 2RB。当皮带不打滑时，三轮的角速度之比、三轮边缘的线速度大小之比、三轮边缘的向心加速度大小之比分别为多少? 结论:同轴传动，角速度相同；齿轮或者皮带传动线速度相同。 练习2： 课后第5题 课后2、3、4、6题 五、小节： 1．向心力大小计算与方向和作用 2．向心加速度的大小与方向 3．两类传动的特点 练习： 如图：小球摆到最低点时，重力和绳的拉力都垂直于线速度，绳与钉子碰的瞬间，线速度大小不变，而运动半径突然变小则： v不变、r减小，a增大 v不变、r减小，ω增大 v不变、r减小，T增大 六、作业： 课后第1、7题 第 3 页 共 3 页