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1、第第2节节 向心力向心加速度向心力向心加速度物体受到的合力与运动的关系如何？物体受到的合力与运动的关系如何？1、当、当物体受到的物体受到的F合合=0时，物体做时，物体做 匀速直线运动。匀速直线运动。2、当物体受到的、当物体受到的F合合与速度与速度V在同一条直线上时，物体在同一条直线上时，物体做做变速直线运动变速直线运动3、当物体受到的、当物体受到的F合合与速度与速度V不在同一直线上时，物体不在同一直线上时，物体做做曲线运动曲线运动复习回顾：复习回顾：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？复习提问复习提问 ：圆周运动是变速变速曲线运动曲线运动运动状态（速度速度）改变一定受到外力
2、外力一定存在加速度加速度3、若细线突然剪断，将会看到什么现象？、若细线突然剪断，将会看到什么现象？2、合外力有何特点？、合外力有何特点？1、小球受哪几个力的作用？、小球受哪几个力的作用？轻绳栓一小球轻绳栓一小球, ,在光滑水平面做圆周运动。在光滑水平面做圆周运动。迷你实验：迷你实验：思考讨论：物体所受的外力有何特点思考讨论：物体所受的外力有何特点时会做圆周运动呢？时会做圆周运动呢？OO 结论：结论： F FN N与与G G相抵消，所以合力为绳的相抵消，所以合力为绳的拉力拉力F F。FNGF小球受力分析：小球受力分析： 结论：结论：做匀速圆周运动的物体，合外力做匀速圆周运动的物体，合外力方向方向
3、始终指向圆心始终指向圆心，与速度，与速度V V的方向垂直的方向垂直, ,只改变速度的方向只改变速度的方向。OFFFVVVO运动分析：运动分析：3）向心力的作用效果：）向心力的作用效果：只只改变速度的方向改变速度的方向，不改变速度的大小不改变速度的大小.一、向心力一、向心力1）定义：）定义：作圆周运动的物体受到一个作圆周运动的物体受到一个始终指向圆始终指向圆心的合力心的合力的作用，我们把这个力叫做的作用，我们把这个力叫做向心力向心力；2 ）向心力的方向：）向心力的方向：与速度方向与速度方向垂直垂直，始终，始终指指向圆心向圆心（方向不断变化）即向心力（方向不断变化）即向心力永远不做功永远不做功；
4、下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？力提供？物块随圆筒一起做匀速圆周运动；（如图物块随圆筒一起做匀速圆周运动；（如图2 2）小球在水平面内运动；（如图小球在水平面内运动；（如图3 3）玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；（如图（如图4 4）（不计摩擦）（不计摩擦）使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。（如图周运动，转台与物体间没有相对滑动。（如图5 5） 图2思考：向心力是按照性质还是按照思考：向心力是按照性质还是按
5、照作用效果命名的？作用效果命名的？2 2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的在力，或者是某个力的分力，或几个力的在半径方半径方向的合力向的合力所提供。所提供。1 1、向心力是根据力的作用、向心力是根据力的作用效果效果来命名的，来命名的， 不是不是性质的力性质的力,(,(也可以说不是实际存在的力也可以说不是实际存在的力) )受力分析受力分析时时不要不要重复考虑。重复考虑。 4、向心力的来源：、向心力的来源： ( b )思考：是不是所有的圆周运动的合思考：是不是所有的圆周运动的合外力都是向心力，都指向圆心呢？外力都是
6、向心力，都指向圆心呢？匀速圆周运动匀速圆周运动的向心力就是物体受到的合外力；的向心力就是物体受到的合外力；非匀速圆周运动非匀速圆周运动的向心力不是物体受到的合外力的向心力不是物体受到的合外力,而是而是半径方向的合力半径方向的合力所提供。所提供。FG5、向心力大小、向心力大小（1）体验向心力的大小）体验向心力的大小猜想：向心力大小可能与 _ 因素有关质量、 半径、 角速度（2 2）演示实验：用）演示实验：用向心力演示器向心力演示器演示演示1、F与m的关系保持保持r、一定一定保持保持r、m一定一定3、F与r的关系保持保持m、一定一定2、F与的关系m越大，越大，F越大越大r越大，越大，F越大越大越大
7、，越大，F越大越大根据根据r,v,f,Tr,v,f,T的关系可知，的关系可知，Fnmr2Fnmr2=mv2/r=42mr/T2=42mrf2结论：结论：精确的实验表明：物体做圆周运动精确的实验表明：物体做圆周运动需要的向心力与物体的需要的向心力与物体的质量成正比质量成正比，与，与半半径成正比径成正比，与，与角速度的二次方成正比角速度的二次方成正比。即：。即： 向心力的大小向心力的大小公式：（1）由牛顿第二定律我们知道，力决定加速度，）由牛顿第二定律我们知道，力决定加速度，那么向心加速度由谁产生？方向如何？那么向心加速度由谁产生？方向如何？（3）怎样推导）怎样推导向心加速度的公式？向心加速度的公
8、式？（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，）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？那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速度方向变化快慢的物理量的物理量。向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得到：向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律得到：这个这个加速度的方向与向心力的方向相同加速度的方向与向心力的方向相同F F向向 = F = F合合= m= m2 2r rF F合合= m a= m a二、向心加速度二、向心加速度1 1、概念：、概念：向心力产生的加速度向心力产生的加速度2 2、方向：、方向
9、：总是指向圆心，时刻变化是一个总是指向圆心，时刻变化是一个变加速度变加速度3 3、意义：、意义：描述线描述线速度方向变化快慢速度方向变化快慢的物理量。的物理量。匀速圆周运动匀速圆周运动是加是加速度方向不断改变速度方向不断改变的的变加速运动变加速运动4 4、大小：、大小：说明：说明： 和和 也适用于也适用于变速圆周运动变速圆周运动( (瞬时值瞬时值) ) 例题1。关于向心力的说法中正确的是（。关于向心力的说法中正确的是（ ）（A）物体受到向心力的作用才可能做圆周运动）物体受到向心力的作用才可能做圆周运动（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
10、的的作用效果命名的（C）向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种）向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中一种力或一种力的分力的合力，也可以是其中一种力或一种力的分力力（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答案答案ABCD2.分析下例各种情况做圆周运动的问题的向心力的来源(根据具体情况各位老师可以编出相应计算题）r（1）拉线在光滑水平面内拉着物体做匀速圆周运动GN分析：分析： 小球的受力情况结论：结论：弹力（线的拉力）提供向心力弹力（线的拉力）提供向心力可见： 物体受N、G、T三个力的作用T6O （2）水平
11、面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一）水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一木块木块，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。木块受力：木块受力：竖直向下的重力竖直向下的重力 GG竖直向上的支持力竖直向上的支持力 NN水平方向指向圆心的摩擦力水平方向指向圆心的摩擦力 f木块做圆周运动所需向心力：木块做圆周运动所需向心力：f由圆盘对木块的静摩擦力由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供提供f f f f f fGT （3）如图所示、试分析小球途径最低点时的受力情况。 ：物体受T、G两个力的作用 ：T、G的合力F合=T-G 提供向心力提供向心力可见：mvo（4）如图所示
12、，细线栓一小球在水平面内做匀速圆周运动，试分析小球的受力情况.图示为圆锥摆（拉线不在水平图示为圆锥摆（拉线不在水平面内）面内）movL分析：分析：小球的受力情况小球的受力情况mgTF向可见，小球受两个可见，小球受两个力力mg和和T， F向向由由mg和和T的合力提供的合力提供5课课 堂堂 小小 结结一、一、 向心力：向心力： 大小：大小： 方向：方向： 沿半径指向圆心，是变力。沿半径指向圆心，是变力。 特点：特点： F 与与V 始终垂直始终垂直, 方向不断变化。方向不断变化。 来源：来源： 重力、弹力、摩擦力或重力、弹力、摩擦力或某个力的分力，或几某个力的分力，或几个力的在个力的在半径方向的合力半径方向的合力所提供。所提供。或：或：F=m F=m v v2 2r rF=mF=m2 2r r二、二、 向心加速度向心加速度: 大小大小: a =a =2 2r r 或或 a =a = V V2 2/r/r 方向方向: 沿半径指向圆心，方向不断沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。变化，是变加速运动。 物理意义物理意义: 表示表示速度方向变化快慢速度方向变化快慢的物理量。的物理量。
