鲁科必修向心力与向心加速张PPT学习教案

1、会计学1 鲁科必修向心力与向心加速张鲁科必修向心力与向心加速张 第1页/共32页 第2页/共32页 第3页/共32页 第4页/共32页 1向心力向心力 做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向 等效等效 力的作用，这个力叫做向心力。力的作用，这个力叫做向心力。 2方向方向 始终指向始终指向 ，总是与运动方向，总是与运动方向 。 3作用效果作用效果 向心力只改变速度向心力只改变速度 ，不改变速度，不改变速度 ，因此向心，因此向心 力不做功。力不做功。 圆心圆心 向心力及其方向向心力及其方向 圆心圆心 大小大小 垂直垂直 方向方向 第5页/共32页 向心力的来源

2、向心力的来源 (1)向心力可以由重力提供，如用细线拴住小球在竖直向心力可以由重力提供，如用细线拴住小球在竖直 面内转动，当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则此面内转动，当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则此 时向心力由重力提供，时向心力由重力提供，F向 向 G，如图，如图421(a)所示。所示。 (2)向心力可以由弹力提供，如用细线拴住小球在光滑向心力可以由弹力提供，如用细线拴住小球在光滑 的水平面内做匀速圆周运动，向心力由绳的拉力的水平面内做匀速圆周运动，向心力由绳的拉力T(即弹力即弹力) 提供，即提供，即F向 向 T，如图，如图421(b)所示。所示。 4来源来源 向心力是根据力的

3、向心力是根据力的 命名的。它可能是重力、命名的。它可能是重力、 弹力、摩擦力或是它们的合力，也可以是某个力的分力。弹力、摩擦力或是它们的合力，也可以是某个力的分力。 作用效果作用效果 第6页/共32页 图图421 (3)向心力可以由摩擦力提供，如物体随转盘做匀速圆向心力可以由摩擦力提供，如物体随转盘做匀速圆 周运动，且物体相对转盘静止，向心力由转盘对物体的静摩周运动，且物体相对转盘静止，向心力由转盘对物体的静摩 擦力提供，即擦力提供，即F向 向 f，如图，如图421(c)所示。所示。 第7页/共32页 (4)向心力可以由合力来提供，如细线拴住小球在竖直面向心力可以由合力来提供，如细线拴住小球在

4、竖直面 内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时向心力由绳的拉力内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时向心力由绳的拉力T 和重力和重力G的合力提供，即的合力提供，即F向 向 TG，如图，如图421(d)所示。所示。 (5)向心力可由某个力的分力提供，如小球在细线作用下，向心力可由某个力的分力提供，如小球在细线作用下， 在水平面内做圆锥摆的运动，向心力由绳的拉力在水平面内在水平面内做圆锥摆的运动，向心力由绳的拉力在水平面内 的分力提供，即的分力提供，即F向 向 F1如图如图421(e)所示。所示。 第8页/共32页 特别提醒特别提醒 (1)对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向对于匀速圆周运动

5、，合外力提供物体做圆周运动的向 心力。对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心。心力。对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心。 (2)圆周运动的向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻圆周运动的向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻 改变，故向心力是变力。改变，故向心力是变力。 (3)向心力是按力的作用效果命名的，它不是某种性质的向心力是按力的作用效果命名的，它不是某种性质的 力。在受力分析时，要避免再另外添加一个力。在受力分析时，要避免再另外添加一个“向心力向心力”。 第9页/共32页 1关于向心力的说法正确的是关于向心力的说法正确的是 () A物体由于做圆周运动而产生一个向心力物体由于做圆周运动而

6、产生一个向心力 B向心力不能改变做圆周运动物体的速度向心力不能改变做圆周运动物体的速度 C做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心，所以做匀速圆周运动的物体其向心力指向圆心，所以 是不变的是不变的 D做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合 外力外力 第10页/共32页 解析：解析：向心力是根据力的作用效果命名的力，是物体做向心力是根据力的作用效果命名的力，是物体做 圆周运动的原因，不是物体受到的特殊力，它的作用是圆周运动的原因，不是物体受到的特殊力，它的作用是 改变物体的速度方向，不改变速度的大小，改变物体的速度方向，不改变速度的大小，A、B均错。均错

7、。 向心力始终指向圆心，因此向心力的方向时刻改变，故向心力始终指向圆心，因此向心力的方向时刻改变，故 是变力，是变力，C错。做匀速圆周运动的物体所受的合力即向心错。做匀速圆周运动的物体所受的合力即向心 力，力，D对。对。 答案：答案：D 第11页/共32页 向心力大小探究向心力大小探究 1实验目的实验目的 探究影响向心力大小的因素。探究影响向心力大小的因素。 2实验方法实验方法 控制变量法。控制变量法。 3探究过程探究过程 (1)m、r相同，改变角速度相同，改变角速度，则，则越大，向心力越大，向心力F就就 。 (2)m、相同，改变半径相同，改变半径r，则，则r越大，向心力越大，向心力F就就 。

8、 (3)、r相同，改变质量相同，改变质量m，则，则m越大，向心力越大，向心力F就就 。 越大越大 越大越大 越大越大 第12页/共32页 正比正比 mr2 正比正比 第13页/共32页 第14页/共32页 2用细绳拴住一小球，在水平面上做匀速圆周运动。下列用细绳拴住一小球，在水平面上做匀速圆周运动。下列 说法中正确的是说法中正确的是 () A当转速不变时，绳短易断当转速不变时，绳短易断 B当角速度不变时，绳短易断当角速度不变时，绳短易断 C当线速度不变时，绳长易断当线速度不变时，绳长易断 D当周期不变时，绳长易断当周期不变时，绳长易断 第15页/共32页 答案：答案： D 第16页/共32页

9、向心加速度向心加速度 1定义定义 做圆周运动的物体受到向心力的作用，那么它必然存在一做圆周运动的物体受到向心力的作用，那么它必然存在一 个由向心力产生的加速度。这个加速度叫做个由向心力产生的加速度。这个加速度叫做 。 2物理意义物理意义 描述线速度描述线速度 改变的快慢。改变的快慢。 向心加速度向心加速度 方向方向 2r 圆心圆心 第17页/共32页 第18页/共32页 第19页/共32页 3关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是() A它描述的是线速度方向变化的快慢它描述的是线速度方向变化的快慢 B它描述的是线速度大小变化的快慢它描述的是线速度大

10、小变化的快慢 C它描述的是角速度变化的快慢它描述的是角速度变化的快慢 D它描述的是转速变化的快慢它描述的是转速变化的快慢 解析：解析：匀速圆周运动的线速度大小和角速度都是不发生匀速圆周运动的线速度大小和角速度都是不发生 变化的，转速变化的快慢与角速度的变化快慢是对应的，变化的，转速变化的快慢与角速度的变化快慢是对应的， 所以所以B、C、D错误。错误。 答案：答案：A 第20页/共32页 第21页/共32页 例例1一个圆盘绕通过圆盘的中心一个圆盘绕通过圆盘的中心O且垂直且垂直 于盘面的竖直轴匀速转动，在圆盘上距于盘面的竖直轴匀速转动，在圆盘上距O点为点为R处处 放一个质量为放一个质量为m的物块，

11、物块随着圆盘一起做匀速的物块，物块随着圆盘一起做匀速 圆周运动，如图圆周运动，如图422所示。所示。 图图422 (1)物块受几个力作用，力的方向如何？物块受几个力作用，力的方向如何？ (2)向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？ (3)如果物块与圆盘之间的动摩擦因数为如果物块与圆盘之间的动摩擦因数为，则当圆盘的角，则当圆盘的角 速度大于多少时，物块与圆盘之间开始滑动？速度大于多少时，物块与圆盘之间开始滑动？ 向心力的分析与计算向心力的分析与计算 第22页/共32页 答案答案见解析见解析 第23页/共32页 借题发挥借题发挥 向心力是一种效果力，并不是一种新的性质的力，向心力是一种效果力，并

12、不是一种新的性质的力， 它可以是重力、弹力和摩擦力中的一个力来提供，也它可以是重力、弹力和摩擦力中的一个力来提供，也 可以是几个力的合力。做匀速圆周运动的物体所受的可以是几个力的合力。做匀速圆周运动的物体所受的 合力就是向心力，这一点可以指导我们分析匀速圆周合力就是向心力，这一点可以指导我们分析匀速圆周 运动的物体向心力的来源。运动的物体向心力的来源。 第24页/共32页 上例题中，若在小物块上例题中，若在小物块A上叠放一物块上叠放一物块B， 随着圆盘一起做匀速圆周运动，如图随着圆盘一起做匀速圆周运动，如图4 23所示，试分析物块所示，试分析物块A的受力情况。的受力情况。 解析：解析：A物块受

13、重力、支持力、物块受重力、支持力、B对对A的的 压力、压力、B对对A的沿半径向外的摩擦力和圆的沿半径向外的摩擦力和圆 盘对盘对A的沿半径向里的静摩擦力，共的沿半径向里的静摩擦力，共5个力的作用。个力的作用。 答案：答案：见解析见解析 图图423 第25页/共32页 向心加速度的理解及应用向心加速度的理解及应用 图图424 第26页/共32页 思路点拨思路点拨解此题要注意以下两点：解此题要注意以下两点： (1)皮带传动装置中相同的物理量是哪些。皮带传动装置中相同的物理量是哪些。 (1)合理选取向心加速度的不同表达式计算。合理选取向心加速度的不同表达式计算。 第27页/共32页 答案答案4 m/s

14、224 m/s2 第28页/共32页 借题发挥借题发挥 利用向心加速度分析问题的方法利用向心加速度分析问题的方法 (1)根据题目中所给的条件，灵活选取向心加速度根据题目中所给的条件，灵活选取向心加速度a的的 各种表达式，既可以减少运算又能顺利地求解问题。在求各种表达式，既可以减少运算又能顺利地求解问题。在求 解半径解半径r的大小时，要建立转动物体的空间模型，结合几何的大小时，要建立转动物体的空间模型，结合几何 关系求出待求量。关系求出待求量。 (2)对车辆辐条的转动、汽车转弯、皮带传动等生产、对车辆辐条的转动、汽车转弯、皮带传动等生产、 生活中的实例，我们可以通过探究其生活中的实例，我们可以通

15、过探究其a、v、r等各量的等各量的 变化规律，抓住关键物理量变化规律，抓住关键物理量(a、v 、r等等)的相互约束关的相互约束关 系求解。系求解。 第29页/共32页 关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确关于北京和广州随地球自转的向心加速度，下列说法中正确 的是的是 () A它们的方向都是沿半径指向地心它们的方向都是沿半径指向地心 B它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴它们的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴 C北京的向心加速度比广州的向心加速度大北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D北京的向心加速度和广州的向心加速度一样大北京的向心加速度和广州的向心加速度一样大 第30页/共32页 解析：解析： 如图所示，地球表面各点的向心加速如图所示，地球表面各点的向心加速 度方向都在平行于赤道的平面内指向地轴，度方向都在平行于赤道的平面内指向地轴， B正确