高中物理 5_6 向心力课件 新人教版必修21.ppt

6向心力 1 小球做圆周运动时 你牵绳的手有什么感觉 2 如果突然松手 将会发生什么现象 物体能够做匀速圆周运动 必定存在加速度 一定受到力的作用 那么上述的物体受几个力 所受的外力有何特点 小球受力分析 G FN F O F F F v v v O 结论 物体做匀速圆周运动 合外力指向圆心 且与 垂直 速度v FN与G相平衡 所以合力为F 一 向心力的特点 1 方向时刻发生变化 始终指向圆心且与速度方向垂直 2 向心力的作用 只改变线速度的方向 或产生向心加速度 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 使转台匀速转动 转台上的物体也随之做匀速圆周运动 转台与物体间没有相对滑动 你可以分析物体受到的力吗 物体受重力 支持力 静摩擦力 合外力为静摩擦力 方向指向圆心 二 向心力的来源 什么力提供向心力 竖直方向 Ff G水平方向 F合 FN FN提供向心力 即合力提供向心力 竖直方向 FNcos mg水平方向 F合 mgtan 什么力提供向心力 总结 向心力是根据效果命名的力 并不是一种新的性质的力 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 物体做匀速圆周运动时 由合力提供向心力 分析向心力来源的思路 1 明确研究对象 2 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 3 进行受力分析 分析指向圆心方向的合力即向心力 例1 请分析以下圆周运动的向心力的来源 拉力FT和重力mg的合力提供向心力 空气的作用力与重力的合力提供向心力 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 1 实验器材有哪些 2 简述实验原理 怎样达到验证的目的 3 实验过程中要注意什么 需测量哪些物理量 记录哪些数据 4 实验过程中产生误差的原因主要有哪些 注 d1指悬挂点到纸面的距离 d2指球心到纸面的距离 d指悬挂点到球心的距离 三 向心力的大小 向心力Fn与物体质量m 圆周半径r和角速度 都有关系 Fn mr 2 根据推导出向心力的另一表达式 对力与运动的理解 力与速度同一直线时 力只改变速度大小 不改变速度方向 力与速度垂直时 力只改变速度方向 不改变速度大小 力与速度成其他任意角度时 根据力的分解与合成将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上 则力既改变速度大小 同时也改变速度方向 例2 小球做圆锥摆时 细绳长L 与竖直方向成 角 求小球做匀速圆周运动的角速度 L 小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律 即 解析 小球的向心力由FT和G的合力提供 例3 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 现要使小橡皮不落下 则圆筒的角速度至少多大 解析 小橡皮受力分析如图 小橡皮恰不下落时 有 Ff mg其中 Ff FN而由向心力公式 FN m 2r解以上各式得 四 变速圆周运动和一般曲线运动 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 做变速圆周运动的物体所受的力 Fn Ft 结论 同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是变速圆周运动 匀速圆周运动切向加速度为零 加速 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 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 而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 在注意到这点区别之后 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对一般曲线运动进行处理了 处理一般曲线运动的方法 3 向心力的大小 2 向心力的作用效果 1 向心力的方向 4 变速圆周运动中的合力并非向心力 在匀速圆周运动中合力充当向心力 指向圆心 改变速度的方向 1 下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中 正确的是 A 物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B 物体所受的合外力提供向心力C 向心力是一个恒力D 向心力的大小一直在变化 B 2 做匀速圆周运动的物体 其加速度的数值必定 A 跟其角速度的平方成正比B 跟其线速度的平方成正比C 跟其运动的半径成反比D 跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比 D 3 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 4 一个小