高一物理第五章向心力向心加速度课件新人教整理之和谐的原子弹版

1、引 入新 课例 题小 结作 业 什么是匀速圆周运动? “匀速”的含义是什么？ 那么物体所受的外力有何特点？ 加速度又怎样呢？ 匀速圆周运动是 变速变速曲线运动 变速曲线运动运动状态改变 一定受到外力一定存在加速度 轻绳栓一小球,在光滑水平 面做匀速圆周运动。 看一看 五 向心力 向心加速度 小球受哪些力？合外力有何特点？ 想一想 轻绳栓一小球,在光滑水平 面做匀速圆周运动。 五 向心力 向心加速度 看一看 o g fn f 小球受力分析：小球受力分析： o fn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：小球受力分析： 结论：结论： 做匀速圆运动的小球做匀速圆运动的

2、小球， 合外力指向圆心，合外力指向圆心， 与速度与速度v v垂直垂直 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行 v f f f v v 结论：结论： 做匀速圆运动的卫星，做匀速圆运动的卫星， 合外力方向合外力方向指向圆心（地心），指向圆心（地心）， 与速度与速度v v垂直垂直 1.1.定义定义：做匀速圆周运动的物体所受到做匀速圆周运动的物体所受到 的的指向圆心指向圆心的合外力合外力，叫向心力向心力。 2.2.特点：方向始终方向始终与与v v垂直垂直，指向圆心圆心。 是变力变力 一一. .向心力 方向时刻发生变化， o f f f v v v o 注意：注意： 例 1、向心力通常由重力、弹力、摩

3、 擦力中的某一个力，或者是某个力 的分力，或几个力的合力所提供。 2、向心力是根据力的作用效 果来命名的，受力分析时不要 把向心力当作一个独立的力。 为什么？ 3.3.作用效果: o f f f v v v o 因为在运动方向上所受的合外 力为0，这个方向上的加速度也 为0，所以速度大小不变，只改 变速度方向。 只改变只改变v v的方向的方向, ,不改不改 变变v v的大小的大小 4.向心力大小： （1）体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _ 有关质量、 半径、 角速度 （2）演示实验：用向心力演示器演示 方法:控制变量法 1.f与m的关系保持r、一定 保持r、m一定 2.f与r的关系保

4、持m、一定 3.f与的关系 m大，f也大 r大，f也大 大，f也大 结论结论: 向心力的大小向心力的大小f与物体质量与物体质量m、圆、圆 周半径周半径r和角速度和角速度都有关系都有关系 根据根据 推导向心力的另一表达式推导向心力的另一表达式 r v r v mf 2 公式：公式：f m r2 加速度 介绍: 向心力演示仪 g fn 小 球 静 止 手 推 档 板 介绍: 向心力演示仪 g 匀 速 圆 周 运 动 fn f f 介绍: 向心力演示仪 圆锥摆 g f f合 r 小球受到哪些小球受到哪些 力的作用？力的作用？ o 向心力由拉力向心力由拉力f 和重力和重力g的合力的合力 提供。提供。

5、向心力由什么向心力由什么 力提供？力提供？ 想一想 物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动 f向=f合=ff 木块做圆周运木块做圆周运 动所需向心力：动所需向心力： 由圆盘对木块由圆盘对木块 的静摩擦力的静摩擦力 f 提供提供 o g fn ff 小球受到哪些小球受到哪些 力的作用？力的作用？ 向心力由什么向心力由什么 力提供？力提供？ 想一想 （1）向心加速度由谁产生？方向如何？）向心加速度由谁产生？方向如何？ （3）怎样推导）怎样推导向心加速度的公式？向心加速度的公式？ （2）加速度是描述速度变化快慢的物理）加速度是描述速度变化快慢的物理 量，那么向心加速度是描述什么的物理量？量，那么向心加

6、速度是描述什么的物理量？ 阅读后思考？阅读后思考？ 向心加速度是描述向心加速度是描述速度方向变化快慢的速度方向变化快慢的 物理量物理量。 向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得 到：这个加速度的方向与向心力的方向相同，到：这个加速度的方向与向心力的方向相同， 向心力公式向心力公式: f: f向 向 = f = f合 合= mr = mr2 2 推导推导: : 向心加速度的大小与方向向心加速度的大小与方向 根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律: f: f合 合= m a = m a r v m 2 ra 2 r v a 2 或 a a与与r r究竟是究竟是

7、成正比呢，成正比呢， 还是成反比？还是成反比？ 想一想 若若一定一定 , , 就成正比就成正比 ; ; 若若v v一定一定 , , 就成反比就成反比 。 例题小结 例题例题1: 小球做小球做圆锥摆圆锥摆时细绳长时细绳长l，与竖直方向成，与竖直方向成 角，求小球做匀速圆周运动的角速度角，求小球做匀速圆周运动的角速度。 o o mg t f 小球受力：小球受力： 竖直向下的重力竖直向下的重力g沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力t 小球的向心力：小球的向心力：由由t和和g的合力提供的合力提供 解：解： l mgtgff 向心 小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径sinlr 由牛顿第二定律：由牛顿第二定

8、律： rmmaf 2 sin 2 lmmgtg即：即： cosl g r 小结作业练习 例题例题2：上海在北纬上海在北纬31，求上海所在处物体，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？（设绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大？（设 地球半径地球半径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。确定圆周轨迹、圆心及半径。 解：物体随地球自转的角速度解：物体随地球自转的角速度 =2 /t o 圆周半径圆周半径r=r cos31 a=r 2 = r cos31(2 /t)

9、2 代入数据可得代入数据可得a=2.910 -2 m/s2 小结作业 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。 或：或：f=m f=m v v2 2 r r f=mrf=mr2 2 作业 二. 向心加速度: 大小: a = a = r2 或 a =a = 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 物理意义: 表示速度方向速度方向变化快慢的物理量。 v2 r 三、巩固训练三、巩固训练 1：向心加速度只改变速度的：向心加速度只改变速度的_，而不，而不 改变速度的改变速度的_。 作业 2、a

10、、b两球都做匀速圆周运动，两球都做匀速圆周运动，a球质球质 量为量为b球的球的3倍，倍，a球在半径球在半径25cm的圆周上的圆周上 运动，运动，b球在半径球在半径16cm的圆周上运动，的圆周上运动，a 球转速为球转速为30r/min，b球转速为球转速为75r/min， 求求a球所受向心力与球所受向心力与b球所受向心力之比。球所受向心力之比。 小结 方向 大小 （1）体验向心的大小）体验向心的大小 a：拉住绳的一端，让大橡皮塞尽量做匀速：拉住绳的一端，让大橡皮塞尽量做匀速 圆周运动，保持转动的半径不变，改变转动圆周运动，保持转动的半径不变，改变转动 的快慢，体会绳的拉力与转动快慢的关系；的快慢，体会绳的拉力与转动快慢的关系； b：改变转动的半径，保持转动的快慢不变，：改变转动的半径，保持