匀速圆周运动的向心力和向心加速度ppt课件.ppt

2 2匀速圆周运动的向心力和向心加速度 1 地球公转 地球围绕太阳转 2 这些物体为什么会做圆周运动 3 问题1 做匀速直线运动的物体受到合外力的特征是什么 合外力为零 问题2 做匀变速直线运动的物体受到的合外力的特征是什么 合外力恒定不变 并与速度共线 问题3 做平抛运动的物体受到的合外力的特征是什么 合外力恒定不变 但与速度不共线 4 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 5 O G FN F 小球受力分析 O FN与G相抵消 所以合力为F 6 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 7 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 是变力 一 向心力 方向时刻发生变化 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 8 为什么 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 9 卫星绕地球运行 V F F F V V 结论 做匀速圆周运动的卫星 合外力方向指向圆心 地心 与速度V垂直 10 11 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 12 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 13 归纳 向心力可以是弹力 也可以是相互间引力 可以是电荷间作用力 也可以是摩擦力 这些力性质不同 效果都是使物体做匀速圆周运动 可见向心力不是特殊性质的力 而是以效果命名的力 14 实验2 用细绳连接的钢球 木球各一个 拉住绳的一端 让小球尽量做匀速圆周运动 分别改变转动的快慢 细绳的长短做几次实验 思考 向心力的大小与哪些因素有关 向心力的大小与m R V 有关 感受 15 4 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 16 转动手柄 变速塔轮 变速塔轮 长槽 短槽 横臂挡板 弹簧测力套筒 标尺 演示器构造 17 介绍 向心力演示仪 G FN 小球静止 18 手推档板 介绍 向心力演示仪 19 G 匀速圆周运动 FN F F 介绍 向心力演示仪 20 根据推导向心力的另一表达式 结论精确的研究表明 向心力的大小F与物体质量m 圆周半径r和角速度 都有关系 物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比 与半径成正比 与角速度的二次方成正比 21 直线运动的速度变化量 v1 m sv2 8m s 2 v1 m sv2 2m s V v2 v1 m s V v2 v1 3m s方向与v1v 反向 方向与v1v 同向 22 平抛运动中速度的变化量 23 匀速圆周运动中速度的变化量 A 24 向心力公式 F向 F合 mr 2 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 25 匀速圆周运动加速度 匀速圆周运动向心加速度的方向 指向圆心 匀速圆周运动向心加速度的大小 描述速度方向变化快慢的物理量 根据牛顿第二定律 F ma 26 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 mr 2 二 向心加速度 大小 a r 2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 27 巩固训练 1 向心加速度只改变速度的 而不改变速度的 方向 大小 28 随堂练习 1 关于向心加速度 下列说法正确的是 A 它描述的是线速度方向变化的快慢B 它描述的是线速度大小变化的快慢C 它描述的是向心力变化的快慢D 它描述的是转速的快慢 A 29 如图 所示 在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动 物体所受向心力是 A 重力B 弹力C 静摩擦力D 滑动摩擦力 图 B 30 2 如图所示在皮带传动中 两轮半径不等 下列说法哪些是正确的 A两轮角速度相等B两轮边缘线速度的大小相等C大轮边缘一点的向心加速度大于小轮边缘一点的向心加速度D同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比 BD 31 3 如图所示皮带转动轮 大轮直径是小轮直径的 倍 A是大轮边缘上一点 B是小轮边缘上一点 C是大轮上一点 C到圆心O1的距离等于小轮半径 转动时皮带不打滑 则A B C三点的角速度之比 A B C 向心加速度大小之比aA aB aC 1 1 1 32 板书设计 一 向心力 定义 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力 2 特点 方向始终与速度垂直 指向圆心 方向时刻发生变化 是变力 大小 F mr