《高中物理 4.2向心力和向心加速度课件 鲁科版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 4.2向心力和向心加速度课件 鲁科版必修2（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、这些物体为什么会做圆周运动？这些物体为什么会做圆周运动？小球受哪些力？小球受哪些力？小球的受力有何特点？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GFNF小球受力分析：小球受力分析： OFN与与G互相平衡，所以合力为线的拉力互相平衡，所以合力为线的拉力FFGO 若小球在绳的拉力作用下在竖直平面内作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？圆周运动，它的受力又有何特点？ 结论：圆周切线方向结论：圆周切线方向的合外力用来改变线的合外力用来改变线速度的大小，法线方速度的大小，法线方向上的合外力用来改向上的合外力用来改变线速度的方向。变线速度的
2、方向。1 1、定定义：做做圆周周运运动的的物物体体一一定定要要受受一一个个始始终指指向向圆心心等等效效力的作用力的作用，这个力叫向心力。个力叫向心力。一、一、向心力（2）向心力的方向是沿着半径指向圆心，因此向）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。心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。2 2、特点：、特点：（1）、）、向心力是根据力的作用效果来命名的力，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、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。摩擦力来提供，或由这些力的合
3、力或分力来提供。（3 3）对做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体所受合外）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。方向上所受合外力。GFNFf 物体随盘一起做匀速圆周运动物体随盘一起做匀速圆周运动木块受到哪些力的作用？木块受到哪些力的作用？木块做圆周运动所需木块做圆周运动所需向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想圆锥摆做匀速圆周运动圆锥摆做匀速圆周运动小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？想一想rOGF合F结论结论: :向
4、心力由拉力向心力由拉力F和重力和重力G的的合力提供合力提供vFvFvF人人 造造 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行 玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动GFNF合4 4、向心力大小：、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标尺标尺长槽长槽短槽短槽挡板挡板手柄手柄变速塔轮变速塔轮工作原理工作原理GNF工作原理：工作原理：小球向外压挡板，小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转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轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板
5、的力使挡板另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簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。读出，即显示了向心力大小。实验方法实验方法控制变量法控制变量法1、F与与m的关系的关系保持保持r、一定一定保持保持 、m一定一定3、F与与 的关系的关系保持保持m、 r一定一定2、F与与r的关系的关系m大，大，F也大也大 大，大，F也大也大r大，大，F也大也大结论结论: : 物体做圆周运动物体做圆周运动 需要的需要的向心力与物向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。二次
6、方成正比。 根据根据 推导向心力的另一表达式：推导向心力的另一表达式：公式：公式：Fmr2（1 1）向心加速度由谁产生？方向如何？向心加速度由谁产生？方向如何？（3 3）怎样推导怎样推导向心加速度的公式？向心加速度的公式？（2 2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那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？么向心加速度是描述什么的物理量？阅读后思考？阅读后思考？向心加速度是描述向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量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道：这个加
7、速度的方向与向心力的方向相同二、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合合= m a 或或a与与r究竟是成究竟是成正比呢，还是正比呢，还是成反比？成反比？想一想若若一定一定 , , 就成正比就成正比 ; ;若若v v一定一定 , , 就成反比就成反比三、对匀速圆周运动的进一步认识三、对匀速圆周运动的进一步认识1、匀速、匀速圆周运周运动的特点：的特点：v是一种变加速曲线运动。是一种变加速曲线运动。2、匀速圆周运动的性质：、匀速圆周运动的性质：v、T、f恒定不变，恒定不变，v、a、 大小不变，大小不变，v方向时刻改变。方向时刻改变。1 1 、关于向心力的说法中正确的是、
8、关于向心力的说法中正确的是( )( )A.A.物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动周运动B.B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力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的作用效果命名的C.C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种向心力可以是重力、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合力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力力的分力D.D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改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变物体运动的快慢ABCDABCD练习练习 2 2、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误
9、的是（、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（ ） A A由由a a= = 可知，可知，a a与与r r成反比成反比 B B由由a a= = 可知，可知，a a与与r r成正比成正比 C C由由v v= = rr 知，当知，当恒定时恒定时V V与与r r成正比成正比 D D由由=2=2n n 可知，可知，与与n n成正比成正比AB 3、 长为L的的细线，栓一，栓一质量量为m的小球，一端固定于的小球，一端固定于O点，点，让其在水平面内做匀速其在水平面内做匀速圆周运周运动（这种运种运动通常称通常称为圆锥摆运运动），如），如图所示，所示，摆线L与与竖直方向的直方向的夹角角为Q。求求 ：（1）
10、细线的拉力。的拉力。（2）小球运）小球运动的的线速度的大小。速度的大小。（3）小球运）小球运动的周期。的周期。（例4）4 4、 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴如图所示，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，有两个线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球质量相同的小球A A和和B B紧贴着内壁分别在图中紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动。则下列说所示的水平面内做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（法正确的是（ ）A A球球A A的线速度必定大于的线速度必定大于球球B B的线速度的线速度B B球球A A的角速度必定小于的角速度必定小于球球B B的角速度
11、的角速度C C球球A A的运动周期必定小于球的运动周期必定小于球B B的运动周期的运动周期D D球球A A对筒壁的压力必定大于球对筒壁的压力必定大于球B B对筒壁的压力对筒壁的压力5 5、 一质量为一质量为m m的物体，用长为的物体，用长为L L的细线悬挂于的细线悬挂于O O点，在点，在O O点正下方点正下方L L/2/2处钉有一根长钉，把悬处钉有一根长钉，把悬线沿水平方向拉直后无初速释放，当细线碰线沿水平方向拉直后无初速释放，当细线碰到钉子瞬间（到钉子瞬间（ ）A A小球的线速度突然增大小球的线速度突然增大 B B小球的角速度突然增大小球的角速度突然增大C C小球的向心加速度突然增大小球的向
12、心加速度突然增大 D D悬线拉力突然增大悬线拉力突然增大6、如图所示，水平转盘上放着一个小物块，当、如图所示，水平转盘上放着一个小物块，当转速为转速为60r/min时，木块离轴时，木块离轴8cm,并恰好与转盘并恰好与转盘间无相对滑动，当转盘转速增加到间无相对滑动，当转盘转速增加到120r/min时，时，木块应放在离轴多远处才能刚好和转盘保持相对木块应放在离轴多远处才能刚好和转盘保持相对静止静止?O课课 堂堂 小小 结结一、 向心力： 大小： 方向： 沿半径指向圆心,是变力 特点： F v , 方向不断变化 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力沿半径方向 的合力或或: :F=m v2rF=mr2二、 向心加速度: 大小: a = r2 或或 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速度方向变化快慢的物理量。 a=v2r
