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2019鲁科版物理必修2:第四章第2节《向心力与向心加速度》课件

1、向心力与向心加速度,复习提问,(1)什么是匀速圆周运动? (2)“匀速”的含义是什么?,(3)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?,匀速圆周运动是变速曲线运动,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,演示实验: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?,小球受哪些力?线的拉力方向有何特点?一旦线断或松手,结果如何?,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,G,N,F,小球受力分析:,O,N与G互

2、相平衡,所以合力F合为线的拉力F,F合,F合,F合,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,2、特点:方向始终与v垂直,指向圆心,一、向心力,方向时刻发生变化是变力,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,或几个力的在半径方向的合力所提供,2、向心力是根据力的作用效果来命名的, 不是性质的力,(也可以说不是实际存在的力)受力分析时不要重复考虑,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

3、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,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,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,人 造 卫 星 绕 地 球 运 行,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,

4、F也大,大,F也大,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:,根据 推导向心力的另一表达式:,(1)向心加速度由谁产生?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?,阅读后思考?,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: 向心加速度的大小与方向,根据牛顿第二定律: F合= m a,或,a与r究竟是成正比呢,还是成反比?,想一想,1:向心加速度只改变速度的_,而不改变速度的_。,三、巩固训练,2

5、、A、B两球都做匀速圆周运动,A球质量为B球的3倍,A球在半径25cm的圆周上运动,B球在半径16cm的圆周上运动,A球转速为30r/min,B球转速为75r/min,求A球所受向心力与B球所受向心力之比?,方向,大小,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。,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,