向心力向心加速度.ppt

向心力 向心加速度,复 习 提 问,什么是匀速圆周运动? “匀速”的含义是什么？,那么物体所受的外力有何特点？加速度又怎样呢？,匀速圆周运动是变速曲线运动,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,小球受哪些力？合外力有何特点？,想一想,轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。,看一看,O,G,FN,F,小球受力分析：,O,FN与G相抵消，所以合力为F,O,F,F,F,V,V,V,O,小球受力分析：,结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，,与速度V垂直,卫 星 绕 地 球 运 行,V,F,F,F,V,V,结论： 做匀速圆运动的卫星，合外力方向指向圆心（地心），与速度V垂直,1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫向心力。,2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。,一.向心力,注意：,1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。,2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。,3.作用效果:,因为在运动方向上所受的合外力为0，这个方向上的加速度也为0，所以速度大小不变，只改变速度方向。,只改变V的方向,不改变V的大小,向心力大小：,（1）体验向心力的大小,猜想：向心力大小可能与 _ 有关,质量、,半径、,角速度,（2）演示实验：用向心力演示器演示,方法:控制变量法,1.F与m的关系,保持r、一定,保持r、m一定,2.F与r的关系,保持m、一定,3.F与的关系,m大，F也大,r大，F也大,大，F也大,介绍: 向心力演示仪,G,FN,小 球 静 止,手 推 档 板,介绍: 向心力演示仪,G,匀 速 圆 周 运 动,FN,F,F,介绍: 向心力演示仪,结论: 4、 向心力的大小,根据 推导向心力的另一表达式,解题的关键:进行受力分析，弄清向心力的来源。,变速率圆周运动的合外力并 不指向圆心，即不是向心力；而 沿半径指向圆心方向的合力才是 向心力。,竖直平面内转动 的小球,mg,FT,(1)切线方向的分力改变速度的大小,(2)法向(指向圆心方向)的合力改 变速度的方向，这个方向的合 力才是向心力,圆锥摆,G,F,F合,r,小球受到哪些力的作用？,向心力由拉力F和重力G的合力提供。,向心力由什么力提供？,想一想,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,F向=F合=Ff,木块做圆周运动所需向心力：,由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供,G,FN,Ff,小球受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,（1）向心加速度由谁产生？方向如何？,（3）怎样推导向心加速度的公式？,（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？,阅读后思考？,向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量。,向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，,向心力公式: F向 = F合= mr2,推导: 向心加速度的大小与方向,根据牛顿第二定律: F合= m a,或,二、 向心加速度,大小：,方向：总是跟线速度的方向垂直， 并沿半径指向圆心,（3）物理意义: 它是表示速度方向变化快慢的物理量。,a与r究竟是成正比呢，还是成反比？,想一想,例题1: 小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度。,小球受力：,竖直向下的重力G,沿绳方向的拉力T,小球的向心力：,由T和G的合力提供,解：,L,小球做圆周运动的半径,由牛顿第二定律：,即：,例题2：上海在北纬31，求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大？（设地球半径R=6400km，COS31=0.86）,A,O,R,r,分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周轨迹、圆心及半径。,解：物体随地球自转的角速度 =2 /T,O,圆周半径r=R cos31,a=r 2 = R cos31(2 /T) 2,代入数据可得a=2.910-2m/s2,课 堂 小 结,一、 向心力： 大小： 方向： 沿半径指向圆心。是变力。 特点： F V , 方向不断变化。 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力的合力。,F=mr2,二. 向心加速度: 大小: a = r2 或 a = 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。,三、巩固训练,1：向心加速度只改变速度的_，而不改变速度的_。,2、A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球的3倍，A球在半径25cm的圆周上运动，B球在半径16cm的圆周上运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受向心力与B球所受向心力之比。,方向,大小,（1）体验向心的大小 a：拉住绳的一端，让大橡皮塞尽量做匀速圆周运动，保持转动的半径不变，改变