向心力 向心加速度 - 罗湖区智慧研训平台.pptVIP

* * * * * * * * * * 第二节 向心力 感受向心力 课本的观察与思考 回答： 物体做圆周运动的条件是什么？ 回顾 物体做曲线运动的条件: 物体所受合外力方向与速度方向不共线 向心力 演示实验 结论: v o F 小球能绕中心做匀速圆周运动，是因为绳对小球始终有一个拉力F，其方向虽然不断变化，但总是指向圆心，所以叫做向心力。 向心力 方向: 总指向圆心 F是个变力 作用效果: 来源: 只改变V的方向,不改变V的大小。 由各种力提供 。 匀速圆周运动中,由合外力提供。 受力分析时, 不能分析向心力。 向心力 实验与探究: 研究F与m、r、ω的关系。 控制变量法 控制ｒ，ω一定，改变m； 控制ｍ，ω一定，改变r； 控制ｒ，ｍ一定，改变ω ； 随ｍ　 , F 。 随 r　 , F 。 随　 , F 。 ω 向心力 结论: 最终实验表明，向心力Ｆ的大小跟ｍ、ｒ、?都有关系，其关系为： F = m ?2r j 推导： F = m v2/ r = m( 2π/T)2 r 公式也适用于非匀速圆周运动，Ｖ指 瞬时速度． 表示速度方向改变的快慢 向心加速度 方向: 总指向圆心 a时刻在变。 大小: a = ω2r = v2/ r = (2π / T)2 r a与r究竟是成正比呢，还是成反比？ 若ω一定 , 就成正比 ;若v一定 , 就成反比 。 o r ω一定 v一定 a 意义: 向心力、向心加速度 匀速圆周运动的运动性质： 非匀变速曲线运动 思考与讨论 一个圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动。在圆盘上放置一个小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动。木块受几个力的作用？各是什么性质的力？方向如何？木块所受的向心力是由什么力提供的？ 生活中的向心力 实例1、汽车转弯： 汽车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当汽车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供汽车的向心力呢？ Ｆ Ｆ Ｇ Ｎ Ｇ Ｎ Ｆ向 实例1、汽车转弯： 实例二 汽车过拱桥 原理分析 注意：向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动！在变速圆周运动中，公式中的v、 等物理量应取瞬时值！ 思考：当汽车的速度不断增大时，会有什么现象？ G F合 = F向 问题思考 如图所示，当汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重量大还是小？ 实例二 汽车过拱桥 G F合 = F向 1、一辆汽车以10m/s的速度在平直 公路上匀速行驶，汽车对路面的压力 是4×104N。该汽车以同样速率驶过 半径为R=40m的凸形桥顶时，汽车 对桥面的压力为多少？ 3×104N 3、用细绳栓着质量为m的物体，在竖直 平面内作圆周运动，则下列说法正确的是： A、小球过最高点时，绳子张力可以为零； B、小球过最高点时的最小速度是0； C、小球刚好过最高点时的速度是 D、小球过最高点时，绳子对小球的作用力 可以与球所受重力方向相反。 课堂讨论 在细绳的下端拴一个小球，绳的上端固定,使小球在水平面内做圆周运动，细绳沿圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆.增大小球绕圆心O的角速度ω，细绳与竖直方向的夹角θ将随着增大.为什么会发生这种现象呢？ 设小球的质量为m，细绳长为l，小球沿半径为r的圆周运动。小球受两个力的作用，即重力G＝mg和绳的拉力F1，这两个力的合力F就是使小球做匀速圆周运动的向心力. 由图可知F＝G tanθ＝mg tanθ，由向心力公式F＝mrω2可得 mg tanθ＝mrω2. 由图可知，r＝l sinθ，代入上式，并消去m得 g tanθ＝lω2sinθ. 由此可得θ与ω的关系 课堂讨论 由上式看出，ω越大cosθ越小，角θ越大. θ的变化范围是0＜θ＜π／2． ?? 4. 根据圆周运动的动力学方程 列方程求解。 在处理圆周运动的动力学问题时，一般应按以下步骤进行： 3. 分析物体的受力明确向心力的来源。 2. 确定物体运动轨道的平面和圆心位置， 以便确定向心力的方向； 1. 确定做圆周运动的物体为研究对象。 （必要时将某一物从转动系统中隔离出来.） 练习、把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动几下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动（如图）。小球的向心力是由什么力提供的？ 是重力和漏斗壁对小球支持力的合力提供的 F 知道倾斜角和质量，能不能 求出向心力的大小？ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *