广西桂林市逸仙中学高中物理《第二节 向心力与向心加速度》课件 鲁科版必修2.ppt

向心力与向心加速度 第二节 这些物体为什么会做圆周运动 小球受哪些力 小球的受力有何特点 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 g fn f 小球受力分析 o fn与g互相平衡 所以合力为线的拉力f f g o 若小球在绳的拉力作用下在竖直平面内作圆周运动 它的受力又有何特点 结论 圆周切线方向的合外力用来改变线速度的大小 法线方向上的合外力用来改变线速度的方向 1 定义 做圆周运动的物体一定要受一个始终指向圆心等效力的作用 这个力叫向心力 一 向心力 2 向心力的方向是沿着半径指向圆心 因此向心力只改变线速度的方向 不改变线速度的大小 2 特点 1 向心力是根据力的作用效果来命名的力 不是一种新的性质的力 它通常由重力 弹力 摩擦力来提供 或由这些力的合力或分力来提供 3 对做匀速圆周运动的物体 向心力就是物体所受合外力 对做变速圆周运动的物体 向心力就是物体沿法线方向上所受合外力 物体随盘一起做匀速圆周运动 木块受到哪些力的作用 木块做圆周运动所需向心力由什么力提供 想一想 圆锥摆做匀速圆周运动 小球受到哪些力的作用 向心力由什么力提供 想一想 结论 向心力由拉力f和重力g的合力提供 人造卫星绕地球运行 玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动 g fn f合 4 向心力大小 1 演示实验 用向心力演示器演示 猜想 向心力大小可能与 因素有关 质量 半径 角速度 向心力演示器的结构 工作原理 工作原理 小球向外压挡板 挡板对小球的反作用力指向转轴 提供了小球做匀速圆周运动的向心力 两力大小相等 同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧 弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出 即显示了向心力大小 实验方法 控制变量法 1 f与m的关系 保持r 一定 保持 m一定 3 f与 的关系 保持m r一定 2 f与r的关系 m大 f也大 大 f也大 r大 f也大 结论 物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比 与半径成正比 与角速度的二次方成正比 根据推导向心力的另一表达式 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 据牛顿运动定律知道 这个加速度的方向与向心力的方向相同 二 向心加速度 推导 向心加速度的大小与方向 根据牛顿第二定律 f合 ma 或 a与r究竟是成正比呢 还是成反比 想一想 三 对匀速圆周运动的进一步认识 1 匀速圆周运动的特点 是一种变加速曲线运动 2 匀速圆周运动的性质 t f恒定不变 v a 大小不变 方向时刻改变 1 关于向心力的说法中正确的是 a 物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动b 向心力是指向圆心方向的合力 是根据力的作用效果命名的c 向心力可以是重力 弹力 摩擦力等各种力的合力 也可以是其中某一个力或某一个力的分力d 向心力只改变物体运动的方向 不可能改变物体运动的快慢 abcd 练习 2 关于质点做匀速圆周运动的下列说法中 错误的是 a 由a 可知 a与r成反比b 由a 可知 a与r成正比c 由v r知 当 恒定时v与r成正比d 由 2 n可知 与n成正比 ab 3 长为l的细线 栓一质量为m的小球 一端固定于o点 让其在水平面内做匀速圆周运动 这种运动通常称为圆锥摆运动 如图所示 摆线l与竖直方向的夹角为q 求 1 细线的拉力 2 小球运动的线速度的大小 3 小球运动的周期 例4 4 如图所示 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面 圆锥筒固定不动 有两个质量相同的小球a和b紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动 则下列说法正确的是 a 球a的线速度必定大于球b的线速度b 球a的角速度必定小于球b的角速度c 球a的运动周期必定小于球b的运动周期d 球a对筒壁的压力必定大于球b对筒壁的压力 5 一质量为m的物体 用长为l的细线悬挂于o点 在o点正下方l 2处钉有一根长钉 把悬线沿水平方向拉直后无初速释放 当细线碰到钉子瞬间 a 小球的线速度突然增大b 小球的角速度突然增大c 小球的向心加速度突然增大d 悬线拉力突然增大 6 如图所示 水平转盘上放着一个小物块 当转速为60r min时 木块离轴8cm 并恰好与转盘间无相对滑动 当转盘转速增加到120r min时 木块应放在离轴多远处才能刚好和转盘保持相对静止 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