第二节：《匀速圆周运动 向心力向心加速度》.ppt

高中新课程物理课件 高一物理备课组制作 第2节向心力向心加速度 第4章匀速圆周运动 物体受到的合力与运动的关系如何 1 当物体受到的F合 0时 物体做 匀速直线运动 2 当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时 物体做 变速直线运动 3 当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时 物体做 曲线运动 复习回顾 这些物体为什么会做圆周运动 复习提问 圆周运动是变速曲线运动 运动状态 速度 改变 一定受到外力 一定存在加速度 3 若细线突然剪断 将会看到什么现象 2 合外力有何特点 1 小球受哪几个力的作用 轻绳栓一小球 在光滑水平面做圆周运动 迷你实验 思考讨论 物体所受的外力有何特点时会做圆周运动呢 O 结论 FN与G相抵消 所以合力为绳的拉力F 小球受力分析 O F F F V V V O 运动分析 3 向心力的作用效果 只改变速度的方向 不改变速度的大小 一 向心力 1 定义 作圆周运动的物体受到一个始终指向圆心的合力的作用 我们把这个力叫做向心力 2 向心力的方向 与速度方向垂直 始终指向圆心 方向不断变化 即向心力永远不做功 下列物体做匀速圆周运动时 向心力分别由什么力提供 人造地球卫星绕地球运动时 物块随圆筒一起做匀速圆周运动 如图2 小球在水平面内运动 如图3 玻璃球沿碗 透明 的内壁在水平面内运动 如图4 不计摩擦 使转台匀速转动 转台上的物体也随之做匀速圆周运动 转台与物体间没有相对滑动 如图5 图2 思考 向心力是按照性质还是按照作用效果命名的 2 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 或几个力的在半径方向的合力所提供 1 向心力是根据力的作用效果来命名的 不是性质的力 也可以说不是实际存在的力 受力分析时不要重复考虑 4 向心力的来源 b 思考 是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力 都指向圆心呢 匀速圆周运动的向心力就是物体受到的合外力 非匀速圆周运动的向心力不是物体受到的合外力 而是半径方向的合力所提供 5 向心力大小 1 体验向心力的大小 猜想 向心力大小可能与 因素有关 质量 半径 角速度 2 演示实验 用向心力演示器演示 1 F与m的关系 保持r 一定 保持r m一定 3 F与r的关系 保持m 一定 2 F与 的关系 M越大 F越大 r越大 F越大 越大 F越大 根据r v f T的关系可知 Fn mr 2 Fn mr 2 mv2 r 4 2mr T2 4 2mrf2 结论 精确的实验表明 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 即 1 由牛顿第二定律我们知道 力决定加速度 那么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 F向 F合 m 2r F合 ma 二 向心加速度 1 概念 向心力产生的加速度 2 方向 总是指向圆心 时刻变化是一个变加速度 3 意义 描述线速度方向变化快慢的物理量 匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动 4 大小 说明 和也适用于变速圆周运动 瞬时值 1 关于匀速圆周运动 下列说法正确的是 A 匀速圆周运动是一种匀速运动B 匀速圆周运动是一种匀变速运动C 匀速圆周运动是一种变加速运动D 物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小 CD 2 质量为m 1kg的物体相对转盘静止 随盘做匀速圆周运动的角速度 2rad s 如果物体到转盘圆心的距离为R 0 5m 求物体做圆周运动的向心加速度及其受到的静摩擦力大小 课堂练习 3 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 4 线的一端系一个重物 手执线的另一端 使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动 当转速 角速度 相同时 线长易断 还是线短易断 为什么 如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住 随后重物以不变的速率在系线的牵引下绕钉子做圆周运动 系线碰钉子时 是钉子离重物越远线易断 还是离重物越近线易断 为什么 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与V始终垂直 方向不断变化 来源 重力 弹力 摩擦力或