第2节向心力与向心加速度

2 向心力与向心加速度 第2课时 第四章匀速圆周运动 全国中小学教材审定司南版普通高中课程标准实验教科书物理2 必修 授课教师 尤溪县第五中学黄茂津 一 回顾复习 一 向心力 定义 作圆周运动物体受到一个始终指向圆心的等效力的作用 我们把这个力叫做向心力 方向 沿半径指向圆心 F与V始终垂直 是变力 作用效果 只改变V方向 不改变V的大小 来源 重力 弹力 摩擦力或某个力的分力 或几个力的在半径方向的合力所提供 二 向心加速度 定义 向心力产生的加速度 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 圆锥摆 FT r 活动 感受向心力 二 向心力的大小 实验探究 探究向心力大小F与质量m 角速度 和半径r之间的关系 1 实验仪器 向心力演示器 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 2 原理分析 小球静止 G FN 手推档板 原理分析 G 匀速圆周运动 FN F F 原理分析 1 F与m的关系 2 F与r的关系 3 F与 的关系 结论 结论 结论 3 实验方法 控制变量法 F m F r 2 F F mr 2 4实验结论 向心力的大小 F mr 2 F mv2 r 讨论与交流 为什么在向心力大小的两个表达式中 一个式子中向心力大小与半径成正比 而另一个式子向心力却与半径成反比 它们相互矛盾吗 一 课堂小结 一 向心力 定义 作圆周运动物体受到一个始终指向圆心的等效力的作用 我们把这个力叫做向心力 方向 沿半径指向圆心 F与V始终垂直 是变力 作用效果 只改变V方向 不改变V的大小 来源 重力 弹力 摩擦力或某个力的分力 或几个力的在半径方向的合力所提供 5 大小 F mr 2 mv2 r 二 向心加速度 定义 向心力产生的加速度 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 4 大小 a r 2 v2 r 推导 向心加速度的大小和方向 向心力公式 F mr 2 mv2 r 根据牛顿第二定律 F ma 例题1见教材P74 例题2上海在北纬31 求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大 设地球半径R 6400km COS31 0 86 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 解 物体随地球自转的角速度 2 T O 圆周半径r R cos31 a 2r 2 T 2 R cos31 代入数据可得a 2 9 10 2m s2 1 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 2 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 3 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