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1、第第六六章章 曲线运动曲线运动第第七七节节 向心力向心力目录目录定定义义解解释释运运用用?我们知道：物体做曲线运动时，必然受到一个与它的速度方向我们知道：物体做曲线运动时，必然受到一个与它的速度方向不在同一直线上的合外力的作用。匀速圆周运动是一种曲线运不在同一直线上的合外力的作用。匀速圆周运动是一种曲线运动，物体做匀速圆周运动时，必定也受一个与它的速度方向不动，物体做匀速圆周运动时，必定也受一个与它的速度方向不在同一直线上的合外力的作用，那么该合力是怎样的呢？在同一直线上的合外力的作用，那么该合力是怎样的呢？做做圆周运动的圆周运动的小球，将套绳小球，将套绳的钉子拔掉后，的钉子拔掉后，小球将沿切
2、线小球将沿切线飞出。飞出。按按按按住空格键演示。住空格键演示。住空格键演示。住空格键演示。v定义定义上页上页 下页下页可见：可见：小球能做匀速圆周运动的原因在于其受到细绳拉力的小球能做匀速圆周运动的原因在于其受到细绳拉力的作用，该力总是沿着绳指向圆心，方向不断变化，故称作用，该力总是沿着绳指向圆心，方向不断变化，故称向心力向心力.vvvv匀速圆周运动向心力的方向总匀速圆周运动向心力的方向总是是与物体的运动方向垂直与物体的运动方向垂直，其，其作用效果并不改变速度的大小，作用效果并不改变速度的大小，只改变其方向。只改变其方向。F 上页上页 下页下页？ 向心力的大小与那些因素有关呢？具体的向心力的大
3、小与那些因素有关呢？具体的关系又是什么呢？关系又是什么呢？解释（重力方向几乎跟绳的拉力垂直，重力方向几乎跟绳的拉力垂直，可以略去不计。）可以略去不计。）结论结论结论结论1 1：换用质量大的小球，即换用质量大的小球，即换用质量大的小球，即换用质量大的小球，即mm w w和和和和r r不变不变不变不变，测力计示数，测力计示数，测力计示数，测力计示数 。结论结论结论结论2 2：r r , , w w和和和和mm不变不变不变不变，测力计示，测力计示，测力计示，测力计示数数数数 。结论结论结论结论3 3： w w , , r r和和和和mm不变不变不变不变，测力计示，测力计示，测力计示，测力计示数数数数
4、 。上页上页 下页下页精确实验表明：式中力的式中力的单位用牛（单位用牛（N），），质量的单位用千克（质量的单位用千克（kg),长度长度的的单位用米（单位用米（m），），脚速度的单位用弧度脚速度的单位用弧度/秒（秒（rad/s).将将代入代入式中速度的单位用米式中速度的单位用米/秒（秒（m/s).做匀圆周运动的物体所受的向心力的大小跟物体质量做匀圆周运动的物体所受的向心力的大小跟物体质量m,圆周半径圆周半径r和运动的角速度和运动的角速度w都有关系：都有关系：上页上页 下页下页运用运用向心力是按向心力是按效果效果命名的力，任何一个力或几个力命名的力，任何一个力或几个力的合力的合力，只要它的作用效果
5、是使物体产生向心加只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。速度，它就是物体所受的向心力。？盛水的杯子如果是静止的，把盛水的杯子如果是静止的，把它它倾倒过来，水就会在重力作倾倒过来，水就会在重力作用下用下洒落地上。那么，为什么当杯洒落地上。那么，为什么当杯子以子以足够大的速度运动到最高点时，足够大的速度运动到最高点时，水不会下流呢？水不会下流呢？请看请看“水流星水流星”演示实验：演示实验：按按按按住空格键演示。住空格键演示。住空格键演示。住空格键演示。v上页上页 下页下页当当杯子在圆周最高点速度杯子在圆周最高点速度v满足：满足：，即，即时，有时，有，水做，水做圆周运动的向
6、心力完圆周运动的向心力完完全由重力提供。完全由重力提供。当当即即时，有时，有，杯，杯中的水有远中的水有远离离圆心的趋势，对杯底施加一个圆心的趋势，对杯底施加一个向上压力。由牛顿第三定律，杯向上压力。由牛顿第三定律，杯底对水施加一个向下压力。故：底对水施加一个向下压力。故：vGN上页上页 下页下页 可见可见:V越大杯底对水施加的向下的压力越大杯底对水施加的向下的压力N越大越大,水对杯水对杯底的压力底的压力N也越大也越大.结论结论:是是杯子在圆周最高点速度的最小值杯子在圆周最高点速度的最小值.当当即即时时,杯里的水就会洒下来杯里的水就会洒下来.是是“水流星水流星”表演成功的关键表演成功的关键.首页首页再见
