2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度.ppt

匀速圆周运动的向心力 1 做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗 为什么 2 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 轻绳栓一小球 在光滑水平面做匀速圆周运动 水平光滑平面 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 小球在水平面内做匀速圆周运动 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 v F 做匀速圆周运动的物体 合外力指向圆心 与速度V垂直 2 方向 总指向圆心 与速度垂直 方向不断变化 3 效果 只改变速度方向 不改变速度大小 一 向心力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 这个力叫做向心力 思考 匀速圆周运动的向心力是变力还是恒力 匀速圆周运动是变加速曲线运动还是匀变速曲线运动 卫星绕地球运行 V F b 几个典型的圆周运动 注意 1 向心力是根据效果命名的力 并不是一种新的性质的力 2 向心力的来源 可以是重力 弹力 摩擦力等各种性质的力 也可以是几个力的合力 还可以是某个力的分力 分析向心力来源的思路 明确研究对象确定圆周运动所在的平面 明确圆周运动的轨迹 半径及圆心位置进行受力分析 分析指向圆心方向的合力即向心力 物体相对转盘静止 随盘做匀速圆周运动 G FN f F向 F合 f 几个典型的圆周运动 总结 向心力的大小与哪些物理量有关呢 探究向心力的大小 1 提出问题 向心力的大小与哪些因素有关 2 猜想假设 Fn与m r 有关 3 设计实验 两个轮子用皮带连接并且皮带不打滑那两轮子边缘上的质点线速度相等 因此半径越小角速度越大 探究向心力的大小 控制变量法 得出结论 保持r m一定 保持m 一定 保持r 一定 1 公式 Fn mr 2 向心力的大小 mv2 r mr 2 T 2 2 单位 m kgr m rad sv m sT sFn N 匀速圆周运动的受力特点 方向始终指向圆心 不断改变大小保持不变 向心加速度 1 方向 时刻改变时刻指向圆心 2 大小 由牛顿第二定律 3 物理意义 反映物体速度方向变化的快慢 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗 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 例1 关于向心力说法中正确的是 A 物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力 B 向心力不改变速度的大小 C 做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的 D 向心力是除物体所受重力 弹力以及摩擦力以外的一种新的力 B 例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 在相同时间内甲转过4周 乙转过3周 则它们的向心力之比为 A 1 4B 2 3C 4 9D 9 16 C 把一个小球放在漏斗中 晃动漏斗 可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动 如图 小球的向心力是什么力提供的 例3 解析 小球受力分析如图 可见 向心力是重力G和支持力F的合力提供的 也可以认为是支持力F在水平方向的分力提供的 上题中 若小球转动的角速度为 如图倾角为 试求小球做圆周运动的半径 解析 小球受力分析如图 可知小球做圆周运动的向心力Fn为是重力G和支持力F的合力 有 Fn mgtan mr 2解得 r gtan 2 如图 半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动 小橡皮块紧帖在圆筒内壁上 它与圆筒的摩擦因数为 现要使小橡皮不