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1、1第五章：曲线运动第五章：曲线运动第五章：曲线运动第五章：曲线运动第第6 6节 向心力向心力2所受合外力_零【复习】 什么是匀速圆周运动？ “匀速”的含义是什么？匀速圆周运动是_速曲线运动变运动状态改变一定不等于一定具有_。加速度 那么物体所受的合外力有何特点？ 加速度又怎样呢？3水平光滑平面4小球在水平面内做匀速圆周运动5小球在水平面内做匀速圆周运动6小球在水平面内做匀速圆周运动7小球在水平面内做匀速圆周运动8小球在水平面内做匀速圆周运动9NGF1 1、小球受哪些力的作用？、小球受哪些力的作用？2、这几个力的合力是什么？沿什么方向？ 这个合力起什么作用？10一、感受向心力阅读课本做一做：看看
2、想想牵绳的手有什么感觉？如果松手，将会发生什么现象？增大或减小小物体的线速度，手的感觉有什么感觉？受到一个拉力的作用，且力的方向_变化不断11小球受力分析OGNFOOFFFVVVO结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆心，且与_垂直速度VN与G相平衡，所以合力为F.12向心力的定义及特点向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生向心加速度）向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具有确定性质的某种力。它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直）定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力。13图2例：下列物体做匀速圆周运动
3、时，向心力分别由什么力提供？ 、人造地球卫星绕地球运动时；万有引力小球在光滑的水平桌面上运动；(如图1)小球在水平面内运动；(如图2)图1细绳的拉力小球重力和绳拉力的合力14例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ 玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动；(如图3)(不计摩擦)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4)图3图4小球重力和内壁支持力的合力台面的静摩擦力15GFfFN滚筒洗衣机中物体跟着滚筒转动；筒壁的支持力例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？ 16实验与探究猜想：向心力大小可能与_ _有关质量、半径、角速
4、度等实验：完成课本实验实验方法：控制变量法m、不变，r越大，F越_m、r不变，越大，F越_r、不变，m越大，F越_大大大17结论向心力的大小F与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系：公式：Fm r2根据 推导向心力的另一表达式：18二二实实验：验：用用圆圆锥锥摆摆粗粗略略验验证证向向心心力力的的表表达达式式1、实验的基本原理？从运动的角度求得Fn ；从受力的角度求得F合 ；将Fn 和F合 进行比较2、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺rOOlhFTGF合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合mg tan小球所需向心力Fn=m v2rm？r？v？m、r、转n圈
5、数所用时间t、h19注意事项rOOlh1、h 并不等于纸面距悬点的高度2、小球与纸面不能接触3、测 t 时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动20实验数据记录实实验验次次数数运动角度求向心力运动角度求向心力Fn受力角度求合力受力角度求合力F合合半径半径r/m转转_圈圈时间时间t/s线速度线速度v/ms-1向心力向心力Fn/N高度高度h/m正切值正切值tan合力合力F合合/ N1234521阅读课本P24思考回答以下问题：1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？2、怎么分析研究一般的曲线运动？变速圆周运动和一般曲线运动22做变速圆周运动的物体所受
6、的力FFnFtFt 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小.Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.加速变速圆周23把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径.注意到这点区别之后，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了.r1r2处理一般曲线运动的方法24小结3、向心力的大小:2、向心力的作用效果：产生向心加速度， 改变速度的方向1、向心力的方向：沿半径方向指向圆心， 与物体运动方向垂直。4、向心力的来源Fn=m v2rFn=m r2Fn =m r 42T 2在匀速圆周运动中，
7、合力充当向心力25关于向心力说法中正确的是（ ）A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B、向心力不改变速度的大小；C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B练习26 甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为12,转动半径之比为12,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.14 B.23 C.49 D.916C练习27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，如图，小球的向心力是什么力提供的？例、解析：小球受力分析如图。GF可见，向心力是重力G和支持力F的合力提
8、供的。也可以认为是支持力F在水平方向的分力提供的28同上题，若小球转动的角速度为，如图所示倾角为，试求小球做圆周运动的半径。解析：小球受力分析如图。mgF可知小球做圆周运动的向心力Fn可认为是重力G和支持力F的合力，有：Fn=mg tan = mr2解得：r = g tan/229如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？解析：小橡皮受力分析如图。小橡皮恰不下落时，有： Ff=mg其中：Ff=FN而由向心力公式： FN=m2r解以上各式得：GFfFN练习30在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小球用细线
9、连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是( )A两小球速率必相等B两小球角速度必相等C两小球加速度必相等D两小球到转轴距离与其质量成反比 练习BD31一个做匀速圆周运动的物体，如果保一个做匀速圆周运动的物体，如果保持半径不变，使每秒转速增加到原来持半径不变，使每秒转速增加到原来的的2倍所需向心力就比原来大倍所需向心力就比原来大3N，则物，则物体原来的向心力为多大？体原来的向心力为多大？1 N练习32例例2：A、B两球都做匀速圆周运动，两球都做匀速圆周运动，A球质量为球质量为B球的球的3倍，倍，A球在半径球在半径25cm的圆周上运动，的圆周上运动，B球球在半径在半径16cm的圆周上运动，的圆周上运动，A球转速为球转速为30r/min，B球转速为球转速为75r/min，求，求A球所受向心力与球所受向心力与B球球所受向心力之比。所受向心力之比。解：解：练习33注意：讨论与交流如图，取一条细绳，一端系一个小球，另一端用手挥动细绳，使小球做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用吗？为什么？不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的作用。因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力所提供。所以小球只受两个力，重力和绳的拉力mgT
