高中物理 5.6 向心力课件 新人教版必修2.ppt

5 6向心力 必修二第五章曲线运动 1 做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗 为什么 2 做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点 写出向心加速度的公式 3 做圆周运动的物体一定受力吗 思考 做圆周运动的物体的受力有什么特点 受力的方向和大小如何确定 花样滑冰 1 小球受哪些力的作用 2 这几个力的合力是什么 沿什么方向 这个合力起什么作用 小球在水平面内做匀速圆周运动 v f 做匀速圆周运动的物体 合外力指向圆心 与速度v方向垂直 2 方向 总是指向圆心 与速度方向垂直 方向不断变化 一 向心力 fn 1 定义 做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力 这个合力叫做向心力 效果 只改变速度方向 不改变速度大小 3 向心力的计算公式 用圆锥摆粗略验证向心力公式 思考题 1 实验器材有哪些 铁架台 细线 钢球 白纸 刻度尺 秒表2 简述实验原理 怎样达到验证的目的 mr 2 mgtan 3 实验过程中要测量记录哪些数据 半径r 运动n圈所用时间t 小球距悬点的竖直高度h4 实验过程中产生误差的原因主要有哪些 小球受到哪些力的作用 向心力由什么力提供 结论 向心力由拉力f和重力g的合力提供 思考 1 江苏南通在北纬32 求南通所在处质量为1kg的物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大 设地球半径r 6400km cos32 0 85 a o r r 分析 首先应明确物体做匀速圆周运动 再确定圆周轨迹 圆心及半径 物体随地球自转的角速度 2 t圆周半径r r cos32 fn m 2r m 2 t 2r cos32 代入数据可得fn 2 87 10 2n o 2 如图 质量为m的小物体在水平转台上随转台以周期t作匀速圆周运动 物体到转轴的距离为d 物体与转台动摩擦因数为 求 对物体进行受力分析 说明是哪些力提供向心力 向心力大小 小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动 一物体紧贴在圆桶内壁上 与圆桶一起匀速转动 学案 例1 1 向心力是按效果命名的力 它可以是其他力的合力 也可以是某个力 还可以是某个力的分力 在对物体进行受力分析时 一定不要在物体实际所受力的基础上再加一个向心力 2 向心力的作用效果只改变速度的方向 不改变速度的大小 3 向心力是变力 虽然向心力的大小不变但其方向时刻改变 故匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动 4 由向心力产生的向心加速度的方向总是指向圆心 学生由以上实例总结向心力的特点 老师概括 二 变速圆周运动和一般曲线运动 阅读课本回答以下问题 1 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的 2 怎么分析研究一般的曲线运动 1 做变速圆周运动的物体所受的力 fn ft ft切向分力 它产生切向加速度 改变速度的大小 fn向心分力 它产生向心加速度 改变速度的方向 加速 v v v 单摆的变速圆周运动 1 释放单摆 让钢球来回摆动 2 观察小球从释放到最低点的运动过程中 小球的速度大小如何变化 2 问题 1 学生分析那个力做了向心力 2 摆球的线速度大小为什么会不断变化 学案 第4题 2 处理一般曲线运动的方法 把一般曲线分割为许多极短的小段 每一段都可以看作一小段圆弧 这些圆弧的弯曲程度不一样 表明它们具有不同的曲率半径 注意到这点区别之后 在分析质点经过曲线上某位置的运动时 就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了 质量为m的小球 用长为l的线悬挂在o点 在o点正下方处有一光滑的钉子o 把小球拉到右侧某一位置释放 当小球第一次通过最低点p时 a 小球速率突然减小b 小球角速度突然增大c 小球的向心加速度突然增大d 摆线上的张力突然增大 随堂练习 bcd 小球在最低点时 速度不会发生突变 而圆周运动的半径突然变小 角速度可以由 v r得出结论 变大 向心加速度a v2 r得出结论 变大 拉力f mg mv2 r得出结论 变大 拓展 如图所示 内壁光滑的圆锥容器 其顶点与底面圆心的连线与水平面垂直 a b两物体分别在半径为ra rb的水平圆周上做匀速圆周运动 试论证 a b两物体的线速度va vb 角速度 a b 周期ta tb之间的比例关系 课堂小结 向心力 大小 方向 作用效果 来源 fn