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1、章匀速圆周运动章匀速圆周运动五向心力向心加速度五向心力向心加速度问题思考？问题思考？让我们思考一下什么叫做匀速圆周运动？让我们思考一下什么叫做匀速圆周运动？ 我们知道物体做曲线运动时，必定受到与我们知道物体做曲线运动时，必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用，速度方向不在同一直线上的合外力的作用，同样做匀速圆周运动的物体必定也受到与速同样做匀速圆周运动的物体必定也受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用。那度方向不在同一直线上的合外力的作用。那么这个合外力是怎样的呢？么这个合外力是怎样的呢？物体做圆周运动的条件物体做圆周运动的条件例如在光滑水平桌面的点固定例如在光滑水平桌面的点固定一
2、根钉子，把绳的一端套在钉一根钉子，把绳的一端套在钉子上，另一端系一个小球，使子上，另一端系一个小球，使小球在桌面上做匀速圆周运动。小球在桌面上做匀速圆周运动。小球之所以能绕着点做匀速圆小球之所以能绕着点做匀速圆周运动，是因为绳对小球始终周运动，是因为绳对小球始终有一个拉力，这个拉力的方向有一个拉力，这个拉力的方向虽然不断变化，但总是沿着半虽然不断变化，但总是沿着半径指向圆心，所以叫做向心力径指向圆心，所以叫做向心力 。物体做圆周运动的条件是需。物体做圆周运动的条件是需要有外力提供作为向心力。要有外力提供作为向心力。V0V结论：当物体做圆周运动时，结论：当物体做圆周运动时，其外力的方向总是沿着半
3、径指其外力的方向总是沿着半径指向圆心，故命名为向心力。向圆心，故命名为向心力。(从效果来命名的从效果来命名的)物体在运动方向上不受力，物体在运动方向上不受力，在这个方向上没有加速度，在这个方向上没有加速度，速度大小不会改变，所以向速度大小不会改变，所以向心力的作用只是改变速度的心力的作用只是改变速度的方向。方向。向心力的大小与哪些因素有关呢？向心力的大小与哪些因素有关呢？ 向心力大小实验向心力大小实验探究探究实验演示实验演示匀速圆周运动特点匀速圆周运动特点对于某一确定的匀速圆周运动来说，以及、对于某一确定的匀速圆周运动来说，以及、的大小、的大小、都是不变的，所以向心力的大小都是不变的，所以向心
4、力的大小和向心加速度的大小不变。和向心加速度的大小不变。 向心力的方向和速度的方向时刻在改变，向心力的方向和速度的方向时刻在改变，匀速圆周运动是瞬时速度矢量方向不断改变匀速圆周运动是瞬时速度矢量方向不断改变的变速运动。的变速运动。二、向心力的大小与哪些因素有关？二、向心力的大小与哪些因素有关？演示实验演示实验、用质量不同的钢球和、用质量不同的钢球和铝球。铝球。(两球运动的半径两球运动的半径和角速度和角速度 相同相同)向心力的大小与物体的向心力的大小与物体的质量有关，质量越大，质量有关，质量越大，所需的向心力越大。所需的向心力越大。向心力的大小与物体转向心力的大小与物体转动快慢有关，角速度越动快
5、慢有关，角速度越大，所需的向心力越大。大，所需的向心力越大。、用质量相同的两球，、用质量相同的两球，两球运动的半径相同但两球运动的半径相同但角速度角速度 不同。不同。向心力的大小与物体运向心力的大小与物体运动的半径有关，运动半动的半径有关，运动半径越大所需的向心力越径越大所需的向心力越大。大。、用质量相同的两球，、用质量相同的两球，两球运动的半径不同但两球运动的半径不同但角速度角速度 相同。相同。总结：总结：F向心力向心力=m 2rF向心力向心力=m 2r或或 F向心力向心力=m 、向心力是根据力的效果来命名的，它不是某种特殊、向心力是根据力的效果来命名的，它不是某种特殊性质的力。性质的力。
6、、向向心心力力是是一一个个变变力力，方方向向时时刻刻发发生生改改变变，匀匀速速圆圆周周运动所需向心力的方向也是始终指向圆心。运动所需向心力的方向也是始终指向圆心。注意注意：、向心力可由重力、弹力、摩擦力、电磁力等提供，、向心力可由重力、弹力、摩擦力、电磁力等提供，也可由它们的合力或分力提供。也可由它们的合力或分力提供。实验结论实验结论实验表明，向心力的大小跟物体的质量、实验表明，向心力的大小跟物体的质量、圆周半径和角速度圆周半径和角速度都有关系。都有关系。 可以证明，可以证明，匀速圆周运动所需的向心力大小为匀速圆周运动所需的向心力大小为: 根据根据: 可得可得: 故故 向心加速度向心加速度做圆
7、周运动的物体，在向心力的作用下，做圆周运动的物体，在向心力的作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度的方必然要产生一个加速度，这个加速度的方向与向心力的方向相同，总指向圆心，叫向与向心力的方向相同，总指向圆心，叫做向心加速度。做向心加速度。 根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律： 由所需由所需 向心加速度向心加速度 反馈练习反馈练习从匀速圆周运动的向心加速度公式从匀速圆周运动的向心加速度公式得得出，与半径成正比，但从又得出，与半出，与半径成正比，但从又得出，与半径成反比。那么，与半径到底成正比还是径成反比。那么，与半径到底成正比还是反比？两者是否相互矛盾？反比？两者是否相互矛盾？反馈练习答案反馈
8、练习答案 解析：解析： 不矛盾。不矛盾。 当：当： , 与半径成正比与半径成正比,前提是前提是相同相同; , 与半径成反比与半径成反比,前提是前提是 相同。相同。反馈练习反馈练习一列火车的质量为，拐弯时沿着圆弧形一列火车的质量为，拐弯时沿着圆弧形轨道前进，圆弧半径为，通过弯道时的车轨道前进，圆弧半径为，通过弯道时的车速为，火车所需要的向心力是多大？产速为，火车所需要的向心力是多大？产生的向心加速度是多大？生的向心加速度是多大？反馈练习答案反馈练习答案解析：火车拐弯时的圆周运动无论是否匀速解析：火车拐弯时的圆周运动无论是否匀速率，都可以利用公式求出拐弯瞬时的向心率，都可以利用公式求出拐弯瞬时的向
9、心力和加速度。力和加速度。 . 已知已知 ，根据向心力公式：，根据向心力公式： * 根据牛二定律，则：根据牛二定律，则： ()、如图所示的皮带传动装置中，主动轮的半径大于从动、如图所示的皮带传动装置中，主动轮的半径大于从动轮的半径。轮缘上的点和点的向心加速度哪一个大？点和轮的半径。轮缘上的点和点的向心加速度哪一个大？点和点比呢？为什么？点比呢？为什么？r1r2AcB提示：和的线速度相同；和点的角速度相同。提示：和的线速度相同；和点的角速度相同。据：据： 有有A点的半径大于点的半径大于B点点的，所以的，所以A的加速度小于的加速度小于B点的。点的。据：据： 有点的半径大于点有点的半径大于点的，所以的加速度大于点的。的，所以的加速度大于点的。作业作业:课本课本P96页页第第(2)、(6)、(7)两题两题感谢各位领导、教师的莅临指导！感谢各位领导、教师的莅临指导！2003/12/15
