向心力公式的验证

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,向心力,概念及其验证,回顾：向心加速度,1,向心加速度总是指向,，公式为,a,=,=,=,=,=,=,2,向心加速度是描述,的物理量，它只改变线速度的,，不改变线速度的,。,3,对于向心加速度公式，当线速度一定时，向心加速度与,成反比；当,一定时，向心加速度与半径成正比。,一向心力,(1),定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力。,(2),特点：方向总是与线速度的方向垂直，从不同的角度指向圆心，故方向时刻在变化，所以向心力是变力，是一个按效果命名的力。,(3),大小：,F,=,m,2,r,=,m,=,m,(2,f,)2,r,=,1,向心力的作用效果,(4),向心力是产生向心加速度的原因，向心加速度的方向时刻在变化，则向心力的方向也随之变化，所以说匀速圆周运动是变加速运动。,向心力的作用效果：向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向，而不改变速度的大小。,3,向心力的来源（图,1,）,向心力是做圆周运动的物体受到的沿着半径指向圆心的力，它可以由某一个力单独承担，也可以是几个力的合力，还可以是物体受到的合外力在沿半径指向圆心方向上的分量。例如随盘一起转动的物体受到的向心力就是物体受到的盘给予的静摩擦力。卫星绕地心做匀速圆周运动的向心力，就是地球对卫星的万有引力,(,暂且理解为物体受到的重力,),。小球在细线的约束下，在竖直面内做圆周运动，某时刻小球受到的向心力等于线的拉力与重力在半径方向的分量的合力，即,F,向,=,F,mg,cos,，如图,1(a),、,(b),、,(c),所示。,（图,1,）,例,1,关于向心力，以下说法中不正确的是（）,A,是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力,B,向心力就是做圆周运动的物体所受的合力,C,向心力是线速度变化的原因,D,只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动,ABD,4,解决匀速圆周运动有关的问题的方法和步骤,解决匀速圆周运动的方法，就是解决动力学问题的一般方法，其解决问题的步骤也是解决动力学问题的步骤，但要注意灵活运用匀速圆周运动的一些运动学规律，同时在解题的过程中要弄清匀速圆周运动问题的轨道平面、圆心和半径等：,(1),明确研究对象并对其受力分析。,(2),明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置，进一步求出物体所受的合力或向心力。,(3),由牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式列方程。,(4),求解或分析讨论。,变速圆周运动和一般曲线运动,5,研究问题的方法与技巧,自觉地将牛顿第二定律从直线运动迁移到圆周运动中去，研究这种运动的原因和条件，牛顿第二定律是一条普遍适用于经典动力学的瞬时作用规律。,将运动合成与分解的方法结合力的独立作用原理运用到非匀速圆周运动的曲线运动中来，将其分解为切向和法向进行研究，并将法向运动在小范围内视为圆周运动。,验证向心力公式,Fn,=,的方法：创设匀速圆周运动的情景；设计测量的具体方法；测量并计算物体所受的合力；测量并计算物体做匀速圆周运动所需要的向心力；将,F,合与进行比较。,