向心力优秀课件(精).ppt

第五章曲线运动 第七节向心力 所受合外力 零 复习 什么是匀速圆周运动 匀速 的含义是什么 匀速圆周运动是 速曲线运动 变 运动状态改变 一定不等于 一定具有 加速度 匀速圆周的加速度特点怎样呢 那么匀速圆周运动物体所受的合外力有何特点 一 感受向心力 阅读课本 观察与思考 看看 想想 牵绳的手有什么感觉 如果松手 将会发生什么现象 增大或减小小物体的线速度 手的感觉有什么感觉 受到一个拉力的作用 且力的方向 变化 不断 地球受到什么力的作用 这个力可能沿什么方向 应该受到指向太阳的引力作用 小球受到几个力的作用 这几个力的合力沿什么方向 小球受到重力 支持力和绳子的拉力三个力的作用 其合力即为绳子的拉力 其方向指向圆心 O G N F 小球受力分析 O N与G相平衡 所以合力为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 1 向心力定义 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力 2 特点 向心力的作用 只改变线速度的方向 或产生向心加速度 向心力是根据力的作用效果来命名的 它不是具有确定性质的某种力 向心力通常由重力 弹力 摩擦力中的某一个力 或几个力的合力所提供 3向心力的大小 F合 man F合 Fn 3 对物体进行受力分析 确定合力指向圆心方向的分力 即确定向心力Fn 2 明确圆周运动平面 确定运动的轨迹 圆心位置0及半径r 1 明确研究对象 4 向心力来源的分析思路 图2 例 下列物体做匀速圆周运动时 向心力分别由什么力提供 人造地球卫星绕地球运动时 万有引力 小球在光滑的水平桌面上运动 如图1 小球在水平面内运动 如图2 图1 细绳的拉力 小球重力和绳拉力的合力 5例 下列物体做匀速圆周运动时 向心力分别由什么力提供 玻璃球沿碗 透明 的内壁在水平面内运动 如图3 不计摩擦 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 如图4 图3 图4 小球重力和内壁支持力的合力 台面的静摩擦力 思考 速度增大的圆周运动 6变速圆周运动 速度减小的圆周运动 匀速圆周运动所受的合力提供向心力 方向始终指向圆心 如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心 还能做匀速圆周运动吗 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时 物体做变速圆周运动 切向力Ft 垂直半径方向的合力向心力Fn 沿着半径 或指向圆心 的合力 产生切向加速度 改变速度的大小 产生向心加速度 改变速度的方向 可以从向心加速度和切向加速度的角度来理解匀速圆周运动和变速圆周运动 仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动 同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动 7 变速圆周运动 匀速圆周运动 变速圆周运动 合力全部提供向心力 合力部分提供向心力 8一般曲线运动 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动 一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样 如何研究 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 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 在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理 匀速圆周运动 变速圆周运动 F向是F合的指向圆心方向的分力Fn 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 小结 小结 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 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 课堂练习 B 巩固练习 A 解 地面的摩擦力提供汽车转弯的向心力 由f m 2 r知 f 2 r 即r应增至原来4倍 3 用长度不同 材料相同的同样粗细的绳子各栓着一质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 则 A 两小球以相同线速度运动时 长绳易断B 两小球以相同角速度运动时 短绳易断C 两小球以相同角速度运动时 长绳易断D 不管怎样都是短绳易断 C 4 汽车绕半经为24m的水平圆弧至多能以12m S的速率运动 求地面和车轮的动摩擦因素 解 mg m 2 r 2 gr 122 24 10 0 6 例1 一个做匀速圆周运动的物体 如果保持半径不变 使每秒转速增加到原来的2倍所需向心力就比原来大3N 则物体原来的向心力为多大 1N 例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 解 讨论与交流 如图 取一条细绳 一端系一个小球 另一端用手挥动细绳 使小球做匀速圆周运动 小球受几个力的作用 可以说小球受到重力 绳的拉力和向心力三个