《向心力与向心加速度》.ppt

第4章匀速圆周运动 第2节向心力与向心加速度 1 直线运动同曲线运动条件 F合同速度V共线 F合 0 匀速直线运动或则静止 F合不变 匀变速直线运动 F合与速度V不共线且F合不为零F合不变 匀变速曲线运动 曲线运动 复习 直线运动 2 什么原因导致物体做圆周运动 若细线突然剪断 将会看到什么现象 3 O G FN F 小球受力分析 O 受到的始终指向圆心的等效力作用 称为向心力 圆周运动条件 O 方向 时刻指向圆心 始终与速度方向垂直 变量 不做功 只改变速度的方向 不改变速度的大小 特点 维持物体做圆周运动 作用效果 卫星绕地球运行 V F 向心力源自地球对卫星的引力 5 3 实例分析 向心力源自筒壁对它的压力 6 T G F合 2 圆锥摆运动 O C的向心力源自绳对它的拉力和它受到重力的合力 7 玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动 不考虑摩擦 向心力源自碗壁对它的支持力和它受到重力的合力 8 实例分析 A的向心力源自转盘对它的静摩擦力 9 小结 2 向心力通常由重力 弹力 摩擦力中的某一个力来提供 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 实际中不存在的力 10 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为物体受到的合外力 非匀速圆周运动的向心力由合力在半径方向的分力所提供 合力在切线方向的分力改变速度大小 Ft FN 11 2 演示实验 用向心力演示器演示 影响向心力大小因素 同m有关 同 有关 同r有关 研究方法 控制变量法 12 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 Fn mr 2 Fn mr 2 mv2 r 4 2mr T2 4 2mrf2 13 二 向心加速度 1 概念 向心力产生的加速度 2 方向 同向心力方向相同 总是垂直速度方向 指向圆心 时刻变化是一个变量 4 意义 不改变速度大小 用来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 3 大小 向心力同向心加速度适用于变速圆周运动 瞬时值 14 匀速圆周运动的特点 线速度 角速度 周期 频率 转速 向心力 向心加速度 线速度大小不变 方向时刻改变 是变量 角速度大小方向都不变 是恒量 周期 频率 转速 标量 不变 向心力大小不变 方向时刻改变 是变量 向心加速度大小不变 方向时刻改变 是变量 15 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 16 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 17 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 水什么 解 线越长越容易断 因角速度一定时 根据向心力公式可知r越大所需的向心力越大 这样绳子的拉力就越大 所以绳子越容易断 离得越近越容易断 因线速