5.6向心力PPT50806学习课程

1、向心加速度 1.向心加速度：作圆周运动的物体具有的总是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度 2.向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化 3. .向心加速度大小： 或an 哪来的？哪来的？即即an 是如何是如何产生的？产生的？根据牛顿第二定律可知物体一定受到根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个合力叫做了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力向心力。an = = v2ran = = r2第1页/共31页第一页，编辑于星期五：六点 二分。1 1、定义：定义：做匀速圆周运动的物体所受做匀速圆周运动的物体所受到的到的指向圆心指向圆心的的合力合力，即产生向心加速，即产生向心加速度的力叫向心力。

2、度的力叫向心力。 3 3、方向：始终指向圆心方向：始终指向圆心( (与与v 垂直或与半径垂直或与半径垂直垂直););是变力是变力 2 2、符号：符号：Fn第2页/共31页第二页，编辑于星期五：六点 二分。Fn= =m v2rFn= =m2rF合合manF合合Fnan = = v2r第3页/共31页第三页，编辑于星期五：六点 二分。OF引引F合合F引引 Fn在匀速圆周运动中，合力提供向心力在匀速圆周运动中，合力提供向心力第4页/共31页第四页，编辑于星期五：六点 二分。OmgFNFfOmgFN提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFN+mg第5页/共31页第五页，编辑于星期五：六点 二分。TG

3、F合第6页/共31页第六页，编辑于星期五：六点 二分。说说明明1 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时受到的一个力；受力分析时, , 不能多出一个向心不能多出一个向心力。力。F合合Fn2 2、向心力的、向心力的来源来源：物体所受的物体所受的合力提供合力提供了物体做了物体做匀速圆周运动匀速圆周运动所需的向心力所需的向心力。（可以是重力、弹可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力力、摩擦力等各种性质力的合力）在匀速圆周运动中，合力提供向心力在匀速圆周运动中，合力提供向心力第7页/共31页第七页，编辑于星期五：六点 二分。注意

4、注意： 向心力是根据力的作用效果命名的力，并不是一种新的性质的力。当物体做匀速圆周运动时，就必须对物体进行正确的受力分析，判断是什么力提供了向心力.第8页/共31页第八页，编辑于星期五：六点 二分。 4、说明 （1）向心力是效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力 （2）向心力是变力 (3) 受力分析时绝对不能出现向心力第9页/共31页第九页，编辑于星期五：六点 二分。FNmgF静静 转盘转盘第10页/共31页第十页，编辑于星期五：六点 二分。OOFTmgF合合 圆圆 锥锥 摆摆第11页/共31页第十一页，编辑于星期五：六点 二分。rmgF静静OFN

5、滚滚 筒筒第12页/共31页第十二页，编辑于星期五：六点 二分。OrmgFNF合合 圆台筒圆台筒第13页/共31页第十三页，编辑于星期五：六点 二分。Fn= =m v2rFn= =m2rF合合man能否利用实验粗略地验证能否利用实验粗略地验证向心力的表达式向心力的表达式？an = = v2r第14页/共31页第十四页，编辑于星期五：六点 二分。1、实验的基本原理？、实验的基本原理？从运动学的角度求得从运动学的角度求得Fn ；从受；从受力的角度求得力的角度求得F合合 ；将将Fn 和和F合合 进行比较进行比较2、实验需要的器材？、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的白钢球、细线、画有同心圆的白

6、纸、天平、秒表、直尺纸、天平、秒表、直尺rOOlhFTGF合合3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F合合mgtan小球所需小球所需向心力向心力Fn=m v2rm、r、转转n圈所用时间圈所用时间t、h第15页/共31页第十五页，编辑于星期五：六点 二分。rOOlh1、h 并不等于纸面距并不等于纸面距悬点的高度悬点的高度2、小球与纸面不能接触小球与纸面不能接触3、测测 t 时不能太久时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动第16页/共31页第十六页，编辑于星期五：六点 二分。FO第17页/共31页第十七页，

7、编辑于星期五：六点 二分。做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力FFnFtF Ft t 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小F Fn n 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向加速第18页/共31页第十八页，编辑于星期五：六点 二分。OO思思考考FnFtF合合vFnFtvF合合速度增大的圆速度增大的圆周运动周运动变变速速圆圆周周运运动动速度减小的速度减小的圆周运动圆周运动匀速圆周匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运

8、动的物体所受的合力不指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？圆心，还能做匀速圆周运动吗？当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做物体做变速圆周变速圆周运动。运动。切向力切向力Ft ：垂直半径方向的分力：垂直半径方向的分力向心力向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的分力：沿着半径（或指向圆心）的分力产生切向加速度，改变速度的大小产生切向加速度，改变速度的大小产生向心加速度，改变速度的方向产生向心加速度，改变速度的方向第19页/共31页第十九页，编辑于星期五：六点 二分。3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2

9、、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、向心力的方向：向心力的方向：4 4、变速圆周运动中的合力并非向心力、变速圆周运动中的合力并非向心力Fn= =m v2rFn= =m r2Fn = =m r 42T 2在匀速圆周运动中合力充当向心力在匀速圆周运动中合力充当向心力指向圆心指向圆心改变速度的方向改变速度的方向第20页/共31页第二十页，编辑于星期五：六点 二分。匀速圆周运动G GN NF F变速圆周运动合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFtF合合v第21页/共31页第二十一页，编辑于星期五：六点 二分。运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可运动轨迹既不是直线也不是圆周的

10、曲线运动，可以称为一般曲线运动。以称为一般曲线运动。r1r2一般曲线运动各一般曲线运动各个地方的弯曲程个地方的弯曲程度不一样，如何度不一样，如何研究？研究？把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以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。在分析质点经过曲线明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。行处理。第22页/共31页第二十二页，编辑于星期五：六点 二分。大小大小作用效果作用

11、效果: :只改变速度的方向只改变速度的方向方向方向: :始终指向圆心始终指向圆心( (与与v v 垂直垂直); ); 是变力是变力来源来源: :合力提供向心力合力提供向心力( (匀速圆周运动中匀速圆周运动中) )Fn= =m v2rFn= =m2rFn = =m r 42T 2第23页/共31页第二十三页，编辑于星期五：六点 二分。B B第24页/共31页第二十四页，编辑于星期五：六点 二分。2 2、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中、用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（正确的是（ ）A.A.在线速度一定情况下，线越长越易断在线速度一定情况下，线越长越易断B.B.在线速度一

12、定情况下，线越短越易断在线速度一定情况下，线越短越易断C.C.在角速度一定情况下，线越长越易断在角速度一定情况下，线越长越易断D.D.在角速度一定情况下，线越短越易断在角速度一定情况下，线越短越易断BC第25页/共31页第二十五页，编辑于星期五：六点 二分。3 3、在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小、在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说法正确的是正确的是( )( )A A两小球速率必相等两小球速率必相等B B两小球角速度必相等两小球角速度必相等C C两小球加速度必相等两小球加速度必相等D D两小

13、球到转轴距离与其质量成反比两小球到转轴距离与其质量成反比 BD第26页/共31页第二十六页，编辑于星期五：六点 二分。 4、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第27页/共31页第二十七页，编辑于星期五：六点 二分。5、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？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）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：GFfFNrg第28页/共31页第二十八页，编辑于星期五：六点 二分。3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、向心力的方向：向心力的方向：