必修二第五章57向心力

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,*,5,、,7,向心力,必修二 第五章 曲线运动,1,、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？,2,、做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。,3,、做圆周运动的物体一定受力吗？,思考：,做圆周运动的物体的受力有什么特点？,受力的方向和大小如何确定？,花,样,滑,冰,N,G,F,1,、小球受哪些力的作用？,2,、,这几个力的合力是什么？沿什么方向？,这个合力起什么作用？,小球在水平面内做匀速圆周运动,v,F,v,F,v,F,F,v,做匀速圆周运动的物体，合外力指向圆心，与速度,V,方向垂直,2,、方向：,总是指向圆心，与速度方向垂直，方向不断变化。,一、向心力“,Fn”,1,、定义：,做匀速圆周运动的物体一定受,到一个,指向圆心的合力,，这个,合力叫做向心力。,新课教学,O,F,F,F,V,V,V,O,效果：,只改变速度方向，,不改变速度大小。,3,、向心力的计算公式,用圆锥摆粗略验证向心力公式,思考题：,1,、实验器材有哪些,?,铁架台、细线、钢球、白纸、刻度尺、秒表,2,、简述实验原理,(,怎样达到验证的目的,),m r,2,=,mgtan,3,、实验过程中要测量记录哪些数据,?,半径,r,，运动,n,圈所用时间,t,，小球距悬点的竖直高度,h,4,、实验过程中产生误差的原因主要有哪些,?,小球,受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,r,O,G,F,合,F,结论,:,向心力由拉力,F,和重力,G,的合力提供,思考：,1,、江苏南通在北纬,32,，求南通所在处质量为,1Kg,的物体绕地轴做圆周运动所受向心力是多大？（设地球半径,R=6400km,，,COS32=0.85,）,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。,物体随地球自转的角速度,=2,/T,圆周半径,r=R,cos32,F,n,=m,2,r,=,m,(,2,/T),2,R,cos32,代入数据可得,F,n,=2.8710,-2,N,O,课堂练习,2,、,如图，质量为,m,的小物体在水平转台上随转台以周期,T,作匀速圆周运动，物体到转轴的距离为,d,、物体与转台动摩擦因数为,，求：,对物体进行受力分析，,说明是哪些力提供向心力。,向心力大小。,G,F,N,f,小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动,N,mg,F,合,G,F,N,F,f,一物体紧贴在圆桶内壁上,与圆桶一起匀速转动,实例分析,1,、向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以是某个力，还可以是某个力的分力。在对物体进行受力分析时，,一定不要在物体实际所受力的基础上再加一个向心力。,2,、向心力的作用效果只改变速度的方向，不改变速度的大小。,3,、向心力是变力。虽然向心力的大小不变但其方向时刻改变，故匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动。,4,、由向心力产生的向心加速度的方向总是指向圆心。,（学生由以上实例总结向心力的特点，老师概括）,二、变速圆周运动和一般曲线运动,阅读课本回答以下问题：,1,、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？,变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？,2,、怎么分析研究一般的曲线运动？,1,、做变速圆周运动的物体所受的力,F,F,n,F,t,F,t,切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小,.,F,n,向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向,.,加速,v,v,v,单摆的变速圆周运动,（,1,）释放单摆，让钢球来回摆动。,（,2,）观察小球从释放到最低点的运动过程中，小球的速度大小如何变化,?,2,、问题,（,1,）学生分析那个力做了向心力？,（,2,）摆球的线速度大小为什么会不断变化？,2,、处理一般曲线运动的方法：,把,一般,曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧,.,这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径,.,注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了,.,r,1,r,2,质量为,m,的小球，用长为,l,的线悬挂在,O,点，在,O,点正下方处有一光滑的钉子,O,，,把小球拉到右侧某一位置释放，当小球第一次通过最低点,P,时：,(),A,、,小球速率突然减小,B,、,小球角速度突然增大,C,、,小球的向心加速度突然增大,D,、,摆线上的张力突然增大,随堂练习,BCD,小球在最低点时,速度不会发生突变,而圆周运动的半径突然变小,;,角速度可以由,=,v/r,得出结论,:,变大,向心加速度,a=v,2,/r,得出结论,:,变大,拉力,F-mg=m,v,2,/r,得出结论,:,变大,课 堂 小 结,向心力：,大小,：,方向：,作用效果：,来源：,或,：,F,n,=m,v,2,r,F,n,=m,2,r,沿半径指向圆心。是变力。,Fn V,只改变速度方向。,向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力提供，也可以是某个力的分力，或几个力的合力所提供。是效果力，受力分析时不单独分析,