匀速圆周运动的向心力和向心加速度幻灯片.ppt

1、2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度,1,地球公转,地球围绕太阳转,2,这些物体为什么会做圆周运动？,3,问题1:做匀速直线运动的物体受到合外力的特征是什么? (合外力为零) 问题2:做匀变速直线运动的物体受到的合外力的特征是什么? (合外力恒定不变，并与速度共线) 问题3:做平抛运动的物体受到的合外力的特征是什么? (合外力恒定不变，但与速度不共线),4,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。,看一看,5,O,G,FN,F,小球受力分析：,O,FN与G相抵消，所以合力为F,6,O,F,F,F,V,V,V,O,小球受力分析：,结论： 做匀速圆运动的

2、小球，合外力指向圆心，,与速度V垂直,7,1.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。,2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。,是变力,一.向心力,方向时刻发生变化，,注意：,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。,8,为什么？,3.作用效果:,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V的方向,不改变V的大小,9,卫 星 绕 地 球 运 行,V,F,F,F,V,V,结论： 做匀速圆

3、周运动的卫星，合外力方向指向圆心（地心），与速度V垂直,10,11,圆锥摆,G,F,F合,r,小球受到哪些力的作用？,向心力由拉力F和重力G的合力提供,向心力由什么力提供？,想一想,12,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,F向=F合=Ff,木块做圆周运动所需向心力：,由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供,G,FN,Ff,小球受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,13,归纳:向心力可以是弹力，也可以是相互间引力，可以是电荷间作用力，也可以是摩擦力。这些力性质不同，效果都是使物体做匀速圆周运动。可见向心力不是特殊性质的力，而是以效果命名的力。,14,实验2：用细绳连接的钢球、木球各一个

4、，拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动。分别改变转动的快慢、细绳的长短做几次实验。 思考：向心力的大小与哪些因素有关？,向心力的大小与m、R、V、 有关。,感 受,15,4.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,保持m、一定,3.F与的关系,m大，F也大,r大，F也大,大，F也大,16,转动手柄,变速塔轮,变速塔轮,长槽,短槽,横臂挡板,弹簧测力套筒,标尺,演示器构造,17,介绍: 向心力演示仪,G,FN,小 球 静

5、 止,18,手 推 档 板,介绍: 向心力演示仪,19,G,匀 速 圆 周 运 动,FN,F,F,介绍: 向心力演示仪,20,根据 推导向心力的另一表达式,结论 精确的研究表明： 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： 物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。,21,直线运动的速度变化量,、v1m/s v28 m/s,2、v1m/s v22 m/s,V v2- v1m/s,V v2- v13m/s 方向与v1 v反向,方向与v1 v同向,22,平抛运动中速度的变化量,23,匀速圆周运动中速度的变化量,A,24,向心力公式: F向 =

6、 F合= mr2,推导: 向心加速度的大小与方向,根据牛顿第二定律: F合= m a,或,25,匀速圆周运动加速度,、匀速圆周运动向心加速度的方向：,指向圆心,匀速圆周运动向心加速度的大小：,描述速度方向变化快慢的物理量,根据牛顿第二定律：F=ma,26,课 堂 小 结,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。,F=mr2,二. 向心加速度: 大小: a = r2 或 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: 表示速度方向变化快慢的物理量。,27,巩固训练,1：向心

7、加速度只改变速度的_，而不改变速度的_。,方向,大小,28,随堂练习,1、关于向心加速度，下列说法正确的是（ ） A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 C它描述的是向心力变化的快慢 D它描述的是转速的快慢,A,29,如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上 紧靠着一个物体一起运动， 物体所受向心力是（ ） A重力 B弹力 C静摩擦力D滑动摩擦力,图,B,30,2、如图所示在皮带 传动中，两轮半径 不等，下列说法哪些是正确的? （ ） A 两轮角速度相等 B 两轮边缘线速度的大小相等 C 大轮边缘一点的向心加速度大于小轮 边缘一点的向心加速度 D 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比,BD,31,3、如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径。转动时皮带不打滑，则A、B、C三点的角速度之比A： B： C=_，向心加速度大小之比aA：aB：aC=_。,1:1,:1,32,板书设计,一、 向心力： 定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力 （2） 特点：方向始终与速度垂直，指向圆心，方向时刻发生变化，是变力。 大小： Fm r2或 来源