5-7_向心力(课用)解说.ppt

第6节： 向心力 （1）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。 （2）做匀速圆周运动的物体的受力有什么特点？ 思考与讨论： 2、方向： 1、定义： 一、向心力 做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的，这个力叫做向心力。 总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。 二、向心力的大小 只改变速度的方向，不改变速度的大小。 1、实验的基本原理？ 从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较 2、实验需要的器材？ 钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺 r O O θ l h FT G F合 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？ F合＝mg tanθ 小球所需向心力 Fn=m v2 r m？r？v？θ？ m、r、转n圈数所用时间t、h r O O θ l h 1、h 并不等于纸面距悬点的高度 2、小球与纸面不能接触 3、测 t 时不能太久 4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动 注意： O 小球受力分析： 轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？ O G FN F 向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 F向= F合= F 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 F向= F合= Ff 由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。 即圆盘对木块的静摩擦力Ff ω O G FN Ff 小球向心力的来源? 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 圆锥摆 G F F合 r 小球向心力的来源? θ O 由小球受到的绳子拉力F和重力G的合力提供，方向指向圆心 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 G Ff FN ω 讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源? 物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。 匀速圆周运动实例分析——向心力的来源 总结： ⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 ⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 三、变速圆周运动和一般曲线运动 阅读课本P24思考回答以下问题： ⑴ 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？ ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？ v 1、做变速圆周运动的物体所受的合力特点： F Fn Ft Ft 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. 加速 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。 r1 r2 2、处理一般曲线运动的方法： 匀速圆周运动： 非匀速圆周运动： F向是F合的指向圆心方向的分力Fn 向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 小结 例1：关于向心力说法中正确的是（ ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力 B 练习 例2、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周，乙转过3周.则它们的向心力之比为（ ） A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16 C 例3、如图，半径为r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μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？ 解析：小橡皮受力分析如图。 小橡皮恰不下落时，有： Ff=mg 其中：Ff=μFN 而由向心力公式： FN=mω2r 解以上各式得： G Ff FN 例4 长为L的细线，拴一质量为m的小球，小球的一端固定于O1点，让其在水平面内作匀速圆周运动，形成圆锥摆，如图所示，求摆线与竖直方向成θ时： （1）摆线中的拉力大小 （2）小球运动的线速度的大小 （3）小球做匀速圆周运动的周期 实验 O θ ω ω m O θ l m O r T mg F合 mg F合 F升 θ 竖直方向:Tcosθ＝mg 水平方向:F合=mω2l sinθ 竖直方向:F升 cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r F合＝mg tanθ θ O