向心力和向心加速度课件(鲁科版.ppt

1,4.2 向心力和向心加速度,2,2.理解加速度的概念，能利用公式计算向心加速度的大小,3.归纳影响向心力大小的因素，理解向心力公式的确切含义,1.通过对圆周运动实例的分析，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念,3,看视频：,4,看视频：,5,看视频：,6,用一根结实的细线拴着一个小钢球在较为光滑的桌面上做圆周运动体验绳对手的拉力，并完成下列思考题： 1增大旋转速度，体验拉力大小的变化 2增大旋转半径，体验拉力的变化（用秒表计时控制转动速度不变） 3松手后，物体还能继续做圆周运动吗？,7,结论：物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力 思考：匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻在变化，所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力的作用，做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？ 猜想：有的同学根据刚才的探究实验，进行受力分析；有的同学根据力的定义想到：力是改变物体运动状态的原因，从而进行受力分析,8,思考： 1对研究对象作受力示意图. 2猜想合力的方向，检验完 善自己的猜想 3合力的方向应该指向哪里？ 结论： 大量事实说明，物体做圆周运动的条件是必须受到一个指向圆心的合外力，这个指向圆心的合外力就叫做向心力,9,思考： 1通过对教材25页图2-2-2中两个物体的受力分析，你认为向心力由哪些力提供？ 2你认为向心力是按力的性质命名的还是按力的作用效果命名的？,结论： 向心力是根据力的作用效果命名的它可以是一个力，可以是某个力的分力，也可以是几个力的合力,10,认识向心加速度 方向：由牛顿第二定律得出，沿半径方向指向圆心 2. 大小： （详解参见教材第29页的“课外阅览”） a 的其他表达式: (n为转每秒),11,实验探究：影响向心力大小的相关因素.,12,向心力演示仪,1、转动手柄,2、3变速塔轮,4、长槽,5、短槽,6、横臂,7、测力套筒,8、标尺,13,14,【课堂练习】,请分析以下圆周运动的向心力的来源。,15,向心力演示仪,【实验现象】 角速度相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大； 角速度相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大； 质量m相同，半径r相同，角速度越大，向心力越大；,控制变量法,16,【可以证明】 匀速圆周运动所需的向心力的大小为：,式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，是转动的角速度。,式中v是物体圆周运动线速度的大小。,【讨论】 从 看，好象F 跟r成正比，从 看，好象F 跟r成反比。你如何认识这个问题？,17,【匀速圆周运动的加速度】,18,1用质量比为2:1的钢球和铝球，使他们的运动半径R和角速度均相同，观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正比,19,2当m、相同时，半径比为2:1，向心力的比值也为2:1，因此F与半径R成正比,20,3当m、R相同时，角速度比值为2:1，向心力的比值为4:1，因此F与角速度的平方成正比.,21,结论： 向心力的大小与物体的质量m、圆周半径R、转动角速度的平方成正比 即：,22,相关推论：,23,以及：,24,1.如图所示，小金属球的质量为m，用长为L的轻悬线固 定于O点，在O点的正下方 处钉有一颗钉子P，把悬线沿 水平方向拉直.若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到 钉子后的瞬间(设线没有断)，则( ) A.小球的角速度突然增大 B.小球的线速度突然减小到零 C.小球的向心加速度突然增大 D.悬线的张力突然增大,ACD,25,解析：碰到钉子的瞬间线速度不变，做圆周运动的半径 突然变小.故角速度突然变大，向心加速度a 突然变 大，悬线张力Tmg 突然变大.,26,2.图示为向心力演示器.转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及 长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在塔轮2和3上的不 同圆盘上，可使两个槽内分别以几种不同的角速度做匀速圆 周运动，小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的 压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测 力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等 分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小.现分别 将小球放在两边的槽内，为探究小球受到的向心力大小与角 速度的关系，下列做法正确的是( ),A,27,A.在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的钢球做实验 B.在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的钢球做实验 C.在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的钢球做实验 D.在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的钢球做实验,28,解析：向心力公式Fm2r，应用控制变量法做实验，使小球做圆周运动的轨迹半径相等，用质量相同的钢球做实验才可以比较总结出向心力大小与角速度的关系，故选项A正确.,29,3.在汽车技术中，速度和行程的测量有好几种方法，图甲所示为一光电式车速传感器，其原理简图如图乙所示，A为光源，B为光电接收器，A、B均与车身相对固定，旋转齿轮C与车轮D相连接，它们的转速比nCnD12.,30,车轮转动时A发出的光束通过旋转齿轮上齿的间隙后变成脉冲光信号，被B接收后转换成电信号，由电子电路记录和显示.若某次实验显示出单位时间内的脉冲数为n，要求出车的速度还必须测量的物理量或数据为： . 汽车速度的表达式为：v,车轮的半径R和齿轮的齿数P,31,4.如图所示，放置在水平圆盘上的小物块A跟着圆盘一起做匀速圆周运动.则A的受力情况是( ) A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C.受重力、支持力、向心力和摩擦力 D.以上均不正确,B,32,解析：物块A在水平圆盘上，受到竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN的作用，这两个力是一对平衡力. 至于物块A是否受摩擦力，方向如何，必须分析运动状态才可确定.摩擦力的方向可由牛顿第二定律判断，由于物块A随圆盘做圆周运动，具有指向圆心的向心加速度，故其必受向心力的作用.,33,由于重力和支持力均