第2节向心力与向心加速度.pptx

1、单位名称： 莆田第十四中学主讲教师： 吴志敏专业技术： 中学二级示范课名称：鲁科版必修二向心力和向心加速度,为什么会做圆周运动?,复习提问,(1)什么是匀速圆周运动? “匀速”的含义是什么？,（2）那么做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点？加速度又怎样呢？,速度大小不变但方向一直在变 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,在光滑的水平桌面上,绳的一端拴住一个小球,绳的另一端固定于桌上,原来细绳处于松弛状态,用手指轻击小球,当绳子未伸直前,小球做什么运动?,用手指重击小球,当绳子伸直后,小球做什么运动?,演示实验:,小球受哪些力？ 线的拉力方向有何特点？ 一旦

2、线断或松手，结果如何？,轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。,G,FN,F,小球受力分析：,O,FN与G互相平衡，所以合力为线的拉力F,F,F,F,v,v,v,O,小球受力分析：,结论：做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，与速度v始终垂直,1、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的 合外力， 叫向心力,方向始终指向圆心，并与v垂直,一、向心力,方向时刻发生变化是变力,2、特点：,恒力?,为什么?,3、作用效果:,因为在运动方向(切线方向)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v 的方向,不改变v 的大小,圆锥摆做匀速圆周运动,小球受

3、到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,G,F合,F,结论: 向心力由拉力F和重力G的合力提供,向心力的来源：,G,FN,f,物体随盘一起做匀速圆周运动,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,向心力的来源：,向心力的来源：,玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动,向心力的来源：,1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的在半径方向分力的合力所提供,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,向心力的来源：,( b ),思考：是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力，都指向圆心呢？,匀速圆周运动的向

4、心力就是物体受到的合外力； 非匀速圆周运动的向心力不是物体受到的合外力,而是半径方向的合力所提供。,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 _ 因素有关,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,3、F与r的关系,保持m、一定,2、F与的关系,m大，F也大,r 大，F也大,大，F也大,数据处理：,F1=2F2,F1=2F2,F1=F2/4,结论：,（1） m,一定时，,（3） m, r一定时，,（2） r,一定时，,即：,结论: 向心力的大小F与物体质量m、圆 周半径r和角速度都有关系

5、：,根据 推导向心力的另一表达式：,二、向心加速度,1、概念：向心力产生的加速度,2、方向：总是指向圆心，时刻变化是一个变加速度,3、意义：描述线速度方向变化快慢的物理量。,匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动,4、大小：,说明： 和 也适用于变速圆周运动(瞬时值),例题1: 质量为m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：,竖直向下的重力G,沿绳方向的拉力T,小球的向心力：,由T和G的合力提供,解析：,L,小球做圆周运动的半径:,由牛顿第二定律：,即：,例题2：上海在北纬31,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？ （设地球半径R

6、=6400km，cos31=0.86）,A,O,R,r,分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周轨迹、圆心及半径。,解析：物体随地球自转的角速度 =2 /T,O,圆周半径:r=R cos31,故 a=r 2 = R cos31 (2 /T) 2,代入数据可得a=2.910-2m/s2,课 堂 小 结, 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,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、

7、 向心力：,【课堂练习】,请分析以下圆周运动的向心力的来源。,1、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A、匀速圆周运动是一种匀速运动 B、匀速圆周运动是一种匀变速运动 C、匀速圆周运动是一种变加速运动 D、物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小,CD,2、分析下图中物体A、B、C的受力情况，并说明这些物体做圆周运动时向心力的来源。,A的向心力源自转盘对它的摩擦力,B的向心力源自筒壁对它的压力,C的向心力源自绳对它的拉力和它受到重力的合力,N,N,G,G,G,f,f,T,【课堂练习】,作业,1.校本作业42 2.学案,向心力演示器的结构,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,工作原理,工作原理：小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆