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,欢迎进入物理课堂,向心力与向心加速度,第二节,这些物体为什么会做圆周运动？,小球受哪些力？小球的受力有何特点？,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,G,FN,F,小球受力分析：,O,FN与G互相平衡，所以合力为线的拉力F,F,G,O,若小球在绳的拉力作用下在竖直平面内作圆周运动，它的受力又有何特点？,结论：圆周切线方向的合外力用来改变线速度的大小，法线方向上的合外力用来改变线速度的方向。,1、定义：做圆周运动的物体一定要受一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫向心力。,一、向心力,（2）向心力的方向是沿着半径指向圆心，因此向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。,2、特点：,（1）、向心力是根据力的作用效果来命名的力，不是一种新的性质的力。它通常由重力、弹力、摩擦力来提供，或由这些力的合力或分力来提供。,（3）对做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所受合外力；对做变速圆周运动的物体，向心力就是物体沿法线方向上所受合外力。,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,玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动,G,FN,F合,4、向心力大小：,（1）演示实验：用向心力演示器演示,猜想：向心力大小可能与_因素有关,质量、,半径、,角速度,向心力演示器的结构,工作原理,工作原理：小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。,实验方法控制变量法,1、F与m的关系,保持r、一定,保持、m一定,3、F与的关系,保持m、r一定,2、F与r的关系,m大，F也大,大，F也大,r大，F也大,结论:物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。,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=ma,或,a与r究竟是成正比呢，还是成反比？,想一想,三、对匀速圆周运动的进一步认识,1、匀速圆周运动的特点：,是一种变加速曲线运动。,2、匀速圆周运动的性质：,、T、f恒定不变，v、a、大小不变，方向时刻改变。,1、关于向心力的说法中正确的是()A.物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢,ABCD,练习,2、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（）A由a=可知，a与r成反比B由a=可知，a与r成正比C由v=r知，当恒定时V与r成正比D由=2n可知，与n成正比,AB,3、长为L的细线，栓一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示，摆线L与竖直方向的夹角为Q。求：（1）细线的拉力。（2）小球运动的线速度的大小。（3）小球运动的周期。,（例4）,4、如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A球A的线速度必定大于球B的线速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的运动周期必定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力,5、一质量为m的物体，用长为L的细线悬挂于O点，在O点正下方L/2处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速释放，当细线碰到钉子瞬间（）A小球的线速度突然增大B小球的角速度突然增大C小球的向心加速度突然增大D悬线拉力突然增大,6、如图所示，水平转盘上放着一个小物块，当转速为60r/min时，木块离轴8cm,并恰好与转盘间无相对滑动，当转盘转速增加到120r/min时，木块应放在离轴多远处才能刚好和转盘保持相对静止?,课堂小结,一、向心力：大小：方向：沿半径指向圆心,是变力特点：Fv,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。,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,
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