§5.7向心力.ppt

向心力 向心加速度的来源 第七节向心力 向心加速度 1 向心加速度 作圆周运动的物体具有的总是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度 2 向心加速度的方向 指向圆心 并垂直于线速度 每时每刻在不断地变化 3 向心加速度大小 或 知识回顾 根据牛顿第二运动定律 F合 Ma则有 或 对力应该还有要求 力是矢量 熟悉这个力 1 由牛顿第二运动定律F合 Ma可知该力的方向 与加速度方向一致 向心力 2 方向 总是指向圆心 变力 与速度方向垂直则其效果 3 向心力是按照效果命名的力 物体所受的提供了物体做匀速圆周运动所需的合外力叫做向心力 可以由重力 弹力 摩擦力等提供 只改变速度的方向 不改变速度的大小 分析向心力的来源 支持力提供向心力 小球受到哪些力的作用 向心力由什么力提供 F 结论 向心力由拉力F和重力G的合力提供 问题1 思考 分析向心力来源的思路 1 确定做匀速圆周物体作为研究对象 2 确定圆周运动的轨道平面 圆心位置与半径 3 对研究对象进行受力分析 作出受力示意图 O 探究实验 探究方法 控制变量法 1 使r 一定 观察F m之间关系 2 使r m一定 观察F 之间关系 3 使m 一定 观察F r之间关系 结论 F与r m 都有关 探究 向心力F与质量m 半径r 角速度 之间存在的关系 或 向心力大小与多个变量有关 因此在分析问题时 一定要利用控制变量的方法来处理 即在设定其他量不变的条件下 来分析所需向心力与某一变量的关系 向心力 知识巩固 向心力的大小 根据向心加速度的大小 利用牛顿第二定律 得 单位 F Nm kgv m sT s rad s 生活中的圆周运动 学会分析实际情况 总结 向心力 方向 指向圆心 与线速度方向垂直且时刻改变 所以向心力是变力 作用效果 改变物体速度方向 不改变速度的大小 大小 变速圆周运动和一般曲线运动的处理 对于一般的曲线运动和变速圆周运动 线速度的大小和方向可能都在改变 力不再垂直速度做匀速圆周运动 我们可以把力进行分解 指向圆心的分力叫做向心力 与速度共线的力叫做切向力 向心力FN即改变速度的方向 切向力Ft即改变速度的大小 练习1 对向心力描述正确的是 A 做匀速圆周运动的向心力是恒力B 向心力改变速度的方向C 作圆周运动的物体所受合力一定是向心力D 物体做圆周运动产生向心力 B 练习2 甲 乙两物体都做匀速圆周运动 其质量之比为1 2 转动半径之比为1 2 在相同时间内甲转了4圈 乙转了3圈 则他们的向心力之比为 A 1 4B2 3C 4 9D 9 16 C 如图所示 有一质量为m的小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动 轨道平在水平面内 已知小球与半球形碗的球心 的连线跟竖直方向的夹角为 半球形碗的半径为 求小球做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力 解题方法 1 确定做匀速圆周物体作为研究对象 2 确定圆周运动的轨道平面 圆心位置与半径 3 对研究对象进行受力分析 作出受力示意图 4 运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力F 5 根据向心力公式列方程求解 在固定光滑水平板上有一光滑小孔O 一根轻绳穿过小孔 一端连接质量m 1kg的小球A 另一端连接质量M 4kg的物体B 当A球沿半径r 0 1m的圆周做匀速圆周运动时 要使物体B不离开地面 A球做圆周运动的角速度有何限制 解析 由题意 小球A做圆周运动的向心力应小于等于物体B的重力 由此得 Mg m 2r 代入数据求得 20rad s 即A球做圆周运动的角速度应小于等于20rad s 练习 一个圆盘在水平面内匀速转动 角速度试4rad s 盘面上距圆盘中心0 10m的位置有一个质量为0 10kg的小物体能够随圆盘一起运动 1 求小物体做匀