向心力课件（20张ppt）

第六节：向心力,（1）做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。,（2）做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而沿一个圆周运动？,问题讨论：,O,G,N,F,小球受力分析：,N与G相抵消，所以合力为F,牵绳的手有什么感觉？,受到一个拉力的作用，且力的方向不断变化,2、方向：,1、定义：,一、向心力,做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的，这个力叫做向心力。,总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。,二、向心力的大小,实验,用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,1.实验原理,F合=mgtan,G,F,F合,Fn=m2r,问题讨论,1、如何测量tan?2、如何测量？3、如何测量半径？,实验,用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,图1,细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动（如图1），随即手与钢球分离。,2.测量仪器,小球质量,匀速圆周运动周期,悬挂点到圆心竖直高度,天平,秒表,刻度尺,匀速圆周运动半径,刻度尺,3.问题讨论,（1）、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径？（2）、如何测出竖直高度？,4结果：比较上述向心力F和合力F，得出实验结论。,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，且力的方向不断变化,绳子对手的拉力大小会发生变化,甩出去！,轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？,O,向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,F向=F合=F,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,F向=F合=Ff,由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff,G,FN,Ff,小球向心力的来源?,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?,物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,F合mgtan,沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球,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。,向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。,FN,1.如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需的向心力是()A绳的拉力B重力和绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力,2.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A球A的线速度一定大于球B的线速度B球A的角速度一定小于球B的角速度C球A的运动周期一定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力,3.物体做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）A物体必须受到恒力的作用B物体所受合力必须等于零C物体所受合力的大小可能变化D物体所受合力的大小不变，方向不断改变,二、变速圆周运动和一般曲线运动,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？怎么分析研究一般的曲线运动？,Fn,Ft,at,改变速度的大小,改变速度的方向,Fn,Ft,an,a起着改变速度大小、方向的作用,把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，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。,2、处理一般曲线运动的方法：,匀速圆周运动：,非匀速圆周运动：,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,4.如图所示，水平面上方挂一个摆长为L，摆球质量为m的单摆，若此摆球位于光滑水平面上，摆长仍为L，悬点到水平面距离为h（hL），摆球在水平面上以nr/s的转速做匀速圆周运动，求水平面受到的压力，为使摆球不离开水平面，求转速n的最大值,5.如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动，关于小强的受力下列说法正确的是（）A.小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B.小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力C.小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D.若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变,6.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r=180m的圆周运动，如果飞行员质量m=70kg，飞机经过最低点P时的速度v=360km/h，则这时飞行员对座椅的压力是多少？（g=10m/s2）,7.如图所示，水平转盘的中心有一竖直的小圆筒，质量为m的物体A放在转盘上，A到竖直筒中心的距离为r，A物体通过轻绳跨过无摩擦的滑轮与B物体相连，B与A的质量相同，物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的倍，重力加速度为g，则转盘转动的角速度在什么范围内，A物体才能随转盘转动？,8.如图5所示，质量为m的木块，从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑，由于摩擦力的作用，木块从a到b运动的速率增大，b到c的速率恰好保持不变，c到d的速率减小，则()A木块在ab段和cd段加速度不为零，但bc段加速度为零B木块在abcd段过程中加速度都不为零C木块在整个运动过程中所受合力大小一定，方向始终指向圆心D