广东省惠东县平山镇第三中学高中物理 第2章 圆周运动 向心力向心加速度课件 粤教版必修2.ppt

向心力向心加速度 复习提问 什么是匀速圆周运动 匀速 的含义是什么 根据物体做曲线运动的条件 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 那么物体所受的外力有何特点 加速度怎样呢 轻绳栓一小球 在光滑水平面做匀速圆周运动 o g n f 小球受力分析 o n与g相抵消 所以合力为f o f f f v v v o 小球受力分析 既然是匀速圆周运动 f必与v垂直 所以叫向心力 5 5向心力向心加速度 一 向心力1 定义 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力 叫向心力 2 特点 方向始终与v垂直 指向圆心 3 作用效果 只改变v的方向 不改变v的大小 4 向心力大小 5 向心力的来源 受力分析时 不能多出一个向心力 f mr 2 是一种效果力 它可以是某一个力 重力 弹力 摩擦力 或几个力的合力 也可以是某个力的分力 即向心力就是物体受到的合外力 是变力 圆锥摆 g f1 f合 r 向心力由拉力f1和重力g的合力提供 几个典型的圆周运动 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 玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动 几个典型的圆周运动 卫星绕地球运行 v f b 几个典型的圆周运动 5 5向心力向心加速度 二 向心加速度 定义 由向心力产生的加速度叫向心加速度 物理意义 它是表示速度方向变化快慢的物理量 a与r究竟是成正比呢 还是成反比 若 一定 就成正比 若v一定 就成反比 向心力公式 f向 f合 mr 2 a r 2 推导 向心加速度的大小与方向 根据牛顿第二定律 f合 ma 质量为m的球用长为l的细绳悬于天花板的o点 并使之在水平面内做匀速圆周运动 细线与竖直线成 角 则以下正确的是 a 摆球受重力 拉力和向心力的作用b 摆球只受重力 拉力的作用c 摆球做匀速圆周运动的向心力为mg tg d 摆球做匀速圆周运动的周期为2 bcd f合 mg tg f向 mr 2 mr 2 t 2r l sin 小球在水平面内做匀速圆周运动 其合力必沿水平方向指向圆心 大小应等于小球做匀速圆周运动所需的向心力 即绳的拉力f与重力的合力沿水平方向 由平行四边形定则可得 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 物体随地球自转的角速度 2 t圆周半径r r cos31 a r 2 r cos31 2 t 2代入数据可得a 2 9 102m s2 o 例题 如右图所示皮带传动装置 主动轴o1上有两上半径分别为r和r的轮 o2上的轮半径为r 已知r 2r r r 设皮带不打滑 问 a b b c va vb va vc 分析简解 a b同轴 故 a b 1 1因b与c用皮带传动 所以vb vc 1 1vb brvc cr 课堂小结 一 向心力 大小 方向 沿半径指向圆心 是变力 特点 f v 方向不断变化 来源 重力 弹力 摩擦力或几个力的合力 f mr 2 课堂小结 二 向心加速度 大小 a