第2节向心力与向心加速度

1、鲁科版高中物理必修二,向心力与向心加速度,新授课,仔细观察下面两个短片，说说你看到的现象：,鲁科版高中物理必修2,向心力与向心加速度,新授课,2.合外力有何特点？,1.小球受哪几个力的作用？,思考,自我动手小实验,对小球分析，受到三个外力作用，即重力G、桌面支持力N和绳子的拉力F，合力就是绳子的拉力F，始终指向圆心。,一、向心力,1.定义:做圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心的等效力的作用，这个力叫做向心力。,2.方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直,效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小,思考,向心力对物体的运动产生怎样效果？,竖直方向上NG，故T 即为合力,F合T,Fn,在匀速圆周运

2、动中，合力全部提供向心力,轻绳栓一小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,木块相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,几个典型的匀速圆周运动,木块受到哪些力的作用？,木块做圆周运动所需向心力由什么力提供？,想一想,结论: 向心力由静摩擦力Ff提供,几个典型的匀速圆周运动,圆锥摆做匀速圆周运动,小球受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,结论: 向心力由拉力F和重力G的合力提供,玻璃球沿光滑碗内壁做匀速圆周运动,几个典型的匀速圆周运动,结论: 向心力由支持力N和重力G的合力提供,G,N,F合,人 造 卫 星 绕 地 球 运 行,几个典型的匀速圆周运动,学生小实验,体验：重做前面的小实验，自行改变

3、实验条件，多做几次:,向心力大小:小球质量、转动速度、转动半径,演示实验：向心力大小的实验（研究F与m、 、r的关系）,实验装置：如右图,实验方法：控制变量法,1、F与m的关系,保持r、一定,保持 、m一定,3、F与 的关系,保持m、 r一定,2、F与r的关系,m大，F也大, 大，F也大,r大，F也大,结论:,精确实验证明: 物体做圆周运动，需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。,根据 推导向心力的另一表达式：,公式2：,（1）向心加速度方向如何？,（3）怎样推导向心加速度的公式？,（2）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？,思考？

4、,向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量,向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律知道，这个加速度的方向与向心力的方向相同,二、向心加速度,推导: 向心加速度的大小,根据牛顿第二定律: F合= m a,或,课 堂 小 结,F=mr2,二、 向心加速度: 大小: a = r2 或 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: 表示速度方向变化快慢的物理量。,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、摩擦力或几个力沿半径方向的合力,例1 、质量为m的小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度。,小球受力：,解：,L,由向心力公式：,F,例题,例2：一列火车质量为500t，拐弯时沿着圆弧形轨道前进，圆弧半径为375m，通过弯道时车速为54 km/h，火车所需要的向心力是多大？产生的向心加速度是多大？,解：火车拐弯时v =54km/h=15m/s,m=500t=5105kg.,向心加速度,向心力,训练巩固,例3.如图所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水