《高中物理必修二--5.14向心运动与离心运动》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修二--5.14向心运动与离心运动（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5 15 5 15 离心运动与向心运动离心运动与向心运动 一 物体作圆周运动的条件 一 物体作圆周运动的条件 1 1 物体沿半径方向所受到的合外力等于物体作 物体沿半径方向所受到的合外力等于物体作 圆周运动所需要的向心力 圆周运动所需要的向心力 2 2 说明 对公式 说明 对公式 F F n n mv mv 2 2 r r 的理解 的理解 等式的左边 等式的左边 作圆周运动的物体沿半径方向所受作圆周运动的物体沿半径方向所受 的合外力 也就是外部环境提供的向心力 它决的合外力 也就是外部环境提供的向心力 它决 定于物体所处外部环境定于物体所处外部环境 施力物体 施力物体 等式的右边 等式的右边
2、作圆周运动的物体所需要的向心力作圆周运动的物体所需要的向心力 也就是内在的需要 它决定做圆周运动的物体 也就是内在的需要 它决定做圆周运动的物体 的质量 半径 线速度 或角速度 的质量 半径 线速度 或角速度 当两者相等时 外部环境提供的向心力满足内当两者相等时 外部环境提供的向心力满足内 在原因所需要的向心力时 物体就做圆周运在原因所需要的向心力时 物体就做圆周运 动 若两者不动 若两者不相等 则相等 则物体就不能做圆周运物体就不能做圆周运 动动 二 离心运动二 离心运动 1 1定义 定义 原来做圆周运动的物体 离开圆轨道 原来做圆周运动的物体 离开圆轨道 做远离圆心的运动 如图 做远离圆心
3、的运动 如图 2 2 物体做离心运动的条件 物体做离心运动的条件 物体沿半径方向所受到合外力小于作圆周运动时物体沿半径方向所受到合外力小于作圆周运动时 所需要的向心力 即 所需要的向心力 即 F F r r mv mv 2 2 r r或或F F r r m m 2 2 r r 解析为什么 解析为什么 3 3 离心现象及其应用 离心现象及其应用 视频 视频 离心运动的应用离心运动的应用 F F r r 0 0 F F r r m m 2 2 F F r r m mv mv 2 2 r r或或F F r r m m 2 2r r 解析为什么 解析为什么 四 四 变速圆周运动 变速圆周运动 1 1
4、定义 定义 线速度大小不断改变的圆周运动 线速度大小不断改变的圆周运动 2 2 特点 特点 线速度大小 方向时刻改变 线速度大小 方向时刻改变 向心加速度大小向心加速度大小 方向时刻改变 方向时刻改变 所受的合外力大小 方向时刻改变 所受的合外力大小 方向时刻改变 向心力大小向心力大小 方向时刻改变 方向时刻改变 3 3 力学关系 力学关系 如图 如图 合外力沿半径方向的分力提供向心力 沿切线合外力沿半径方向的分力提供向心力 沿切线 方向的分力改变速度的大小 方向的分力改变速度的大小 即 即 F F n n ma ma n n F F ma ma 五 曲线运动与圆周运动的关系五 曲线运动与圆周
5、运动的关系 1 1 数学概念 数学概念 数学证明 任意形状的曲线都可以看作由半径数学证明 任意形状的曲线都可以看作由半径 不同的圆弧组成 如图所示不同的圆弧组成 如图所示 曲率半径 曲率半径 曲线上某点的曲率半径就是该点曲线上某点的曲率半径就是该点 的密切圆的半径 的密切圆的半径 即 某点处很小很小的一即 某点处很小很小的一 段曲线可用完全吻合的圆弧来代替 该圆弧段曲线可用完全吻合的圆弧来代替 该圆弧 的半径叫曲线在该点的曲率半径 符号 的半径叫曲线在该点的曲率半径 符号 曲率半径用来描述曲线的弯曲程度 曲线某曲率半径用来描述曲线的弯曲程度 曲线某 点的曲率半径越小 表示曲线在该点的弯曲点的曲
6、率半径越小 表示曲线在该点的弯曲 程度越大 程度越大 2 2 物理关系 物理关系 任意的曲线运动都可以看做半径不断改变的任意的曲线运动都可以看做半径不断改变的 圆周运动 圆周运动 物体所受的合外力沿法线方向的分力提供向物体所受的合外力沿法线方向的分力提供向 心力 如图 心力 如图 例题例题1 1 如图所示 在盛满水的玻璃试管中有一如图所示 在盛满水的玻璃试管中有一 小蜡块 密度小于水 起初蜡块位于试管中小蜡块 密度小于水 起初蜡块位于试管中 部 手握试管部 手握试管A A端 使其在竖直平面内快速的端 使其在竖直平面内快速的 左右摆动 关于蜡块的在管中的运动 下列说左右摆动 关于蜡块的在管中的运动 下列说 法中正确的是 法中正确的是 A A 与试管保持相对静止 与试管保持相对静止 B B 向 向B B端移动 一直到达端移动 一直到达B B端 端 C C 向 向A A端移动 一直到达端移动 一直到达A A端 端 D D 无法判断蜡块的运动 无法判断蜡块的运动 C C 例题例题2 2 将某一物体沿与水平面成将某一物体沿与水平面成 角的方向以角的方向以 速度速度v v 0 0 斜向上抛出 重力加速度为斜向上抛出 重力加速度为g g 求斜抛运 求斜抛运 动的轨迹在抛出点和在最高点的曲率半径 动的轨迹在抛出点和在最高点的曲率半径
