向心力优秀课件(精)电子教案

1、第五章第五章 曲线运动曲线运动(q xin yn dn)(q xin yn dn)第七节第七节 向心力向心力第一页，共61页。所受合外力所受合外力(wil)_零零 什么什么(shn me)是匀速圆周运动？是匀速圆周运动？ “匀速匀速”的含义是什么的含义是什么(shn me)？匀速圆周运动是匀速圆周运动是_速速曲线运动曲线运动变变运动状态改变一定不等于一定不等于一定具有一定具有_。加速度加速度 匀速圆周的匀速圆周的加速度加速度特特点点怎样呢怎样呢 那么那么匀速圆周运动匀速圆周运动物体所受的物体所受的合外力合外力有何特点？有何特点？第二页，共61页。一、感受一、感受(gnshu)向心力向心力阅读阅

2、读(yud)课本课本观察与思考观察与思考：看看看看(kn kn)想想想想牵绳的手有什么感觉？牵绳的手有什么感觉？如果松手，将会如果松手，将会发生什么现象？发生什么现象？增大或减小小物体的线速度，手的感觉有什么增大或减小小物体的线速度，手的感觉有什么感觉？感觉？受到一个拉力的作用，且力的方向受到一个拉力的作用，且力的方向_变化变化不断不断第三页，共61页。第四页，共61页。第五页，共61页。OGNF小球小球(xio qi)(xio qi)受力分析：受力分析： ON与G相平衡，所以(suy)合力为FOFFFVVVO结论：物体做匀结论：物体做匀速圆周运动速圆周运动(yndng)(yndng)，合，合

3、外力指向圆心，外力指向圆心，且与且与_垂直垂直速度速度V第六页，共61页。1、向心力定义、向心力定义(dngy)：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心心(yunxn)的合外力。的合外力。2、特点、特点(tdin)：向心力的作用：向心力的作用：只改变线速度的方向只改变线速度的方向（或产生向心加（或产生向心加速度）速度）方向方向时刻发生变化时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向（始终指向圆心且与速度方向垂直）垂直）向心力是根据力的作用向心力是根据力的作用效果效果来来命名命名的，它不是具有的，它不是具有确定性质的某种力。确定性质的某种力。向心力通常由重力、弹力、摩擦

4、力中向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的的某一个力某一个力，或，或几个力的合力几个力的合力所提供。所提供。第七页，共61页。3向心力的大小(dxio)Fn= =m v2rFn= =m2rF合合manF合合Fnan = = v2rrfmrTmmvrmrvmmaFnn22222244第八页，共61页。（3 3）、对物体进行受力分析，确定合力）、对物体进行受力分析，确定合力(hl)(hl)指向圆心方向的分力指向圆心方向的分力, ,即确定向即确定向心力心力FnFn。（2 2）、明确圆周运动平面，确定）、明确圆周运动平面，确定(qudng)(qudng)运动的轨迹、圆心位置运动的轨迹、圆心位置0 0及半径

5、及半径 r r（1 1）、明确）、明确(mngqu)(mngqu)研究对象研究对象4、向心力来源的分、向心力来源的分析思路：析思路：第九页，共61页。图图2例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么由什么(shn me)力提供？力提供？ 、人造地球卫星、人造地球卫星(wixng)绕地球运动时；绕地球运动时；万有引力万有引力(wn yu ynl)小球在光滑的水平桌面上运动；小球在光滑的水平桌面上运动；(如图如图1)小球在水平面内运动；小球在水平面内运动；(如图如图2)图图1细绳的拉力细绳的拉力小球重力和绳拉力的合力小球重力和绳拉力的合力第十页，共61页

6、。5例：下列物体做匀速圆周运动例：下列物体做匀速圆周运动(yndng)时，时，向心力分别由什么力提供？向心力分别由什么力提供？ 玻璃球沿碗玻璃球沿碗(透明透明(tumng)的内壁在水平面内运动；的内壁在水平面内运动；(如图如图3)(不计摩擦不计摩擦)使转台匀速转动，转台上的物体使转台匀速转动，转台上的物体(wt)也随之做匀也随之做匀速圆周运动，转台与物体速圆周运动，转台与物体(wt)间没有相对滑动。间没有相对滑动。(如如图图4)图图3图图4小球重力和内壁支持力的合力小球重力和内壁支持力的合力台面的静摩擦力台面的静摩擦力第十一页，共61页。OO思考(sko)FnFtF合合vFnFtvF合合速度速

7、度(sd)增增大的圆周运动大的圆周运动6变速(bin s)圆周运动速度减小的速度减小的圆周运动圆周运动匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向匀速圆周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，物体当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。做变速圆周运动。切向力切向力Ft ：垂直半径方向的合力：垂直半径方向的合力向心力向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的合力：沿着半径（或指向圆心）的合

8、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，改变速度的方向第十二页，共61页。 可以从向心加速度和可以从向心加速度和切向加速度的角度切向加速度的角度(jiod)(jiod)来理解匀速来理解匀速圆周运动和变速圆周圆周运动和变速圆周运动。运动。 仅有向心加速度的运仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动，动是匀速圆周运动，同时具有向心加速度同时具有向心加速度和切向加速度的圆周和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动。运动是变速圆周运动。 7变速(bin s)圆周运动 FTG第十三页，共61页。匀速圆周运动匀速圆周运动(yndng)G GN NF

9、 F变速变速(bin s)圆圆周运动周运动合力全部合力全部(qunb) 提提供向心力供向心力合力合力部分部分 提提供向心力供向心力OFnFtF合合v第十四页，共61页。8一一般般(ybn)曲曲线线运运动动运动轨迹运动轨迹(guj)既不是直线也不是既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动。圆周的曲线运动称为一般曲线运动。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度不一样(yyng)，如何，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，以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯

10、曲程度不一样，表明它们具有不同的表明它们具有不同的曲率半径曲率半径。在分析质点经过曲。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线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。进行处理。第十五页，共61页。rmrvmFF22w 合合向向合合向向FF 第十六页，共61页。3 3、向心力的大小、向心力的大小(dxio)(dxio)2 2、向心力的作用、向心力的作用(zuyng)(zuyng)效果：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

11、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十七页，共61页。B B第十八页，共61页。第十九页，共61页。第二十页，共61页。第二十一页，共61页。第二十二页，共61页。第二十三页，共61页。第二十四页，共61页。B1、如图所示，在匀速转动的水平转盘上，、如图所示，在匀速转动的水平转盘上，有一个相对于盘静止的物体，随盘一起转有一个相对于盘静止的物体，随盘一起转动，关于它的受力情况，下列说法中正确动，关于它的受力情况，下列说法中正确的是的是 （ ）A只受到重力和盘面的支持只受到重力和盘面的支持 力的作用力的作用; B只受到重力、支持

12、力和静只受到重力、支持力和静摩擦力的作用摩擦力的作用; C除受重力和支持力外，还受向心力的作用除受重力和支持力外，还受向心力的作用; D受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用.巩固巩固(gngg)练习练习第二十五页，共61页。2、汽车在水平路面上转弯，地面的摩擦力已、汽车在水平路面上转弯，地面的摩擦力已达最大，若汽车的速率增大为原来的达最大，若汽车的速率增大为原来的2倍，则倍，则汽车的转弯半经应（汽车的转弯半经应（ ） A、至少增为原来的、至少增为原来的4倍倍 B、至少增至原来的、至少增至原来的2倍倍 C、减小到原来的、减小到原来的2倍倍 D、减小到原来的

13、、减小到原来的1/2倍倍A解：地面的摩擦力提供汽车解：地面的摩擦力提供汽车(qch)转弯的向心力，转弯的向心力，由由f=m2/r知：知：f2/r，即，即r应增至原来应增至原来4倍。倍。第二十六页，共61页。3、用长度不同、材料相同的同样粗细、用长度不同、材料相同的同样粗细(cx)的绳子的绳子各栓着一质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆各栓着一质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，则：周运动，则： （ ） A、两小球以相同线速度运动时，长绳易断、两小球以相同线速度运动时，长绳易断 B、两小球以相同角速度运动时，短绳易断、两小球以相同角速度运动时，短绳易断 C、两小球以相同角速度运动时，长绳

14、易断、两小球以相同角速度运动时，长绳易断 D、不管怎样都是短绳易断。、不管怎样都是短绳易断。C4、汽车绕半经为、汽车绕半经为24m的水平圆弧至多能以的水平圆弧至多能以12m/S的的速率运动速率运动(yndng)，求地面和车轮的动摩擦因素，求地面和车轮的动摩擦因素=？解：解：mg=m2/r=2/gr=122/2410=0.6第二十七页，共61页。第二十八页，共61页。第二十九页，共61页。第三十页，共61页。第三十一页，共61页。第三十二页，共61页。第三十三页，共61页。第三十四页，共61页。第三十五页，共61页。第三十六页，共61页。第三十七页，共61页。第三十八页，共61页。第三十九页，共

15、61页。第四十页，共61页。第四十一页，共61页。第四十二页，共61页。第四十三页，共61页。第四十四页，共61页。第四十五页，共61页。第四十六页，共61页。第四十七页，共61页。第四十八页，共61页。第四十九页，共61页。第五十页，共61页。第五十一页，共61页。第五十二页，共61页。第五十三页，共61页。第五十四页，共61页。第五十五页，共61页。第五十六页，共61页。第五十七页，共61页。第五十八页，共61页。例例1：一个做匀速圆周运动的物体，如果保持半：一个做匀速圆周运动的物体，如果保持半径不变，使每秒转速增加径不变，使每秒转速增加(zngji)到原来的到原来的2倍倍所需向心力就比原

16、来大所需向心力就比原来大3N，则物体原来的向心，则物体原来的向心力为多大？力为多大？1N第五十九页，共61页。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球质球质量量(zhling)为为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球在半径球在半径16cm的圆周上运的圆周上运动，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球所受向心球所受向心力之比。力之比。解：解：212215AABBABABBATTnnTnTn223 25 2 231 16 5 54ABA AABB Bm rFFm r 向向第六十页，共61页。讨论讨论(toln)与交流与交流如图，取一条细绳，一端如图，取一条细绳，一端系一个小球，另一端用手系一个小球，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？可以作用？可以(ky)说小球受到