匀速圆周运动的向心力和向心加速度.ppt

第二节匀速圆周运动的向心力和向心加速度 25页活动 感受向心力 讨论并回答书上的问题 一 什么是向心力 1 向心力 做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力就叫向心力 2 向心力的方向 向心力总是沿着半径指向圆心 垂直于线速度 方向时刻改变 所以向心力是变力 3向心力的来源 向心力是按效果来命名的 向心力可以由任何性质的一个力提供 也可以由几个力的合力提供 或由其中一个力的分力来提供 4 向心力的作用效果 因向心力的方向始终与线速度方向垂直 所以向心力只改变线速度的方向 不改变线速度的大小 做匀速圆周运动的物体受到的合力一定指向圆心 钢球 铝球 二 向心力的大小 二 向心力的大小 三 向心加速度 1 定义 做圆周运动的物体 由向心力的作用产生的加速度叫向心加速度 2 大小 3 方向 4 物理意义 描述圆周运动的物体线速度方向变化快慢的物理量 5 a r图像 处理匀速圆周运动时 一定要抓住合外力充当向心力这一根本的结论 然后应用牛顿第二定律来分析解决 三 对向心加速度公式理解及应用 二 解决匀速圆周运动问题的方法和步骤 1 匀速圆周运动的加速度 2 非匀速圆周运动的加速度 1 明确研究对象 对其受力分析 2 分析运动情况 即圆周平面 圆心 半径 4 应用向心力公式建立方程并求解 3 以向心加速度为正方向 求出合力的表达式 例1 如图所示 有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动 其轨道平面在水平面内 已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为 半球形碗的半径为R 求小球做圆周运动的线速度及碗壁对小球的弹力的大小 例2 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直与水平面 圆锥筒固定不动 有两个质量相等的小球AB紧贴内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动 则下列说法正确的是 A 球A的线速度必大于球B的线速度 B 球A的角速度必小于球B的角速度 C 球A的运动周期必小于球B的运动周期 D 球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力 二 变速圆周运动的向心力 例 一根长为0 8m的绳子 当受到7 84N的拉力时即被拉断 若在此绳的一端拴一个质量为0 4kg的物体 使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动 当物体运动到最低点时绳子恰好断裂 求物体运动至最低点时的角速度和线速度各是多大 2 如图一轨道由1 4圆弧和水平部分组成 且连接处光滑 质量为m的滑块与轨道的动摩擦因素为 在滑块从A滑到B的过程中 受到的摩擦力的最大值为f 则A f mgB fmgD 以上选项都错误 三 圆周运动的临界问题 1 如图所示 细线一端系着质量M 0 6kg的物体A静止在水平转台上 另一端通过轻质小滑轮O吊着质量为m 0 3kg的物体B A与滑轮O的距离为0 2m 且与水平面间的最大静摩擦力为2N 为使B保持静止状态 水平转台做圆周运动的角速度应在什么范围内 2 如图在质量为M的电动机 装有质量为m的偏心轮 偏心轮转动的角速度为 当偏心轮重心在转轴正上方时 电动机对地面的压力刚好为零 1 则偏心轮重心离转轴的距离为多大 2 在转动过程中 电动机对地面的最大压力多大 3 一端固定在光滑水平面上O点的细线 A B C处各处拴着质量相同