高中物理教课件：2.2《研究匀速圆周运动的规律》（沪科版必修2）

欢迎进入物理课堂 2 2 2研究匀速圆周运动的规律 3 1 知道匀速圆周运动是变速运动 存在加速度 知道什么是向心力 理解它是一种效果力 2 理解匀速圆周运动的加速度方向指向圆心 所以又叫做向心加速度 知道向心力 向心加速度大小与哪些因素有关 3 知道向心力 向心加速度公式的确切含义 并能用来进行计算 4 结合向心力理解向心加速度 理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系 4 匀速圆周运动 在相等时间内通过的圆弧长度相等的圆周运动叫做匀速圆周运动 o 复习回顾 5 1 匀速圆周运动的速度特点是 线速度大小不变或角速度不变 2 匀速圆周运动是变速运动 复习回顾 圆周运动的线速度方向沿着圆周的切线方向 方向是不断变化的 故匀速圆周运动是变速运动 一定具有加速度 6 匀速圆周运动的速度大小不变 故加速度只改变速度的方向 不改变速度的大小 所以加速度的方向必定和速度方向垂直 否则其沿速度方向分量就会导致速度大小发生变化 亦即匀速圆周运动的加速度方向一定沿着半径指向圆心 想一想说一说 匀速圆周运动加速度的特点是什么 7 o 一 向心加速度 vB 8 加速度的方向与 v方向相同 于是可知A点瞬时加速度与A点瞬时速度垂直 方向指向圆心 在 t 0时a v t的极限值就是A点的瞬时加速度 t取值越小时 越小 越接近于0 越大 越接近于90 当 t 0时 90 v与vA垂直 9 当 t 0时 又 t 0时 其中 可得 10 推理过程 11 一 向心加速度 1 定义 做匀速圆周运动物体的加速度由于指向圆心 又叫做向心加速度 2 公式 3 单位 m s2 4 方向 指向圆心 5 意义 描述物体做圆周运动的线速度方向变化的快慢 12 讨论与交流 从公式a v2 r看 向心加速度与圆周运动的半径成反比 从公式a 2r看 向心加速度与半径成正比 这两个结论是否矛盾 13 1 做圆周运动的物体受力吗 2 做圆周运动的物体的受力有什么特点 3 受力的方向和大小如何确定 探究与交流 14 二 向心力 大小 方向 总是与速度方向垂直 始终指向圆心 匀速圆周运动的物体所受的合外力称作向心力 由牛顿第二定律和向心加速度特点可知 15 演示实验 16 拉力的方向指向圆心 与速度方向垂直 且不断变化 17 5 注意 向心力是根据作用效果命名的力 向心力的来源可以是一个力 也可以是几个力的合力 也可以是某个力的分力 做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力 1 定义 3 方向 总指向圆心 与速度垂直 方向不断变化 4 效果 只改变速度方向 不改变速度大小 2 大小 18 实例分析 19 三 实验验证向心力公式 皮带传动 边缘上各点线速度大小相等 20 实验方法 控制变量法 保持r m一定 保持m 一定 保持r 一定 21 实验过程 22 保持r m一定 保持m 一定 保持r 一定 Fn m 2r 实验结果 23 关于变速圆周运动的物体所受的力 Fn Ft Ft是切向分力 它产生切向加速度 改变速度的大小Fn是向心分力 它产生向心加速度 改变速度的方向 24 1 下列关于向心加速度的说法中 正确的是 A 向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B 向心加速度的方向保持不变C 在匀速圆周运动中 向心加速度是恒定的D 在匀速圆周运动中 向心加速度的大小不断变化 A 25 2 如图所示 小物体A与水平圆盘保持相对静止 跟着圆盘一起做匀速圆周运动 则A的受力情况是 A 受重力 支持力B 受重力 支持力和指向圆心的摩擦力C 受重力 支持力 向心力 摩擦力D 以上均不正确 B 26 3 甲乙两物体都做匀速圆周运动 其质量之比为1 2 转动半径之比为1 2 在相同时间内甲转过4周 乙转过3周 则它们的向心力之比为 A 1 4B 2 3C 4 9D 9 16 C 27 4 把一个小球放在漏斗中 晃动漏斗 可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动 若小球转动的角速度为 如图漏斗壁的倾角为 试求小球做圆周运动的半径 解析 小球受力分析如图 向心力由重力G和支持力F的合力提供 由牛顿第二定律 有 F合 Fn mgtan mr 2解得 r gtan 2 28 向心力 向心加速度 29 不灭的信心是通向成功彼岸的灯塔 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全