第7节：向心力

1、教学目标：教学目标：1理解向心力的概念及其表达式的确切含义2知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行 计算3知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在 某一点的向心力和向心加速度教学重点：教学重点：1体会牛顿第二定律在向心力上的应用2明确向心力的意义、作用、公式及其变形教学难点：教学难点：1圆锥摆实验及有关物理量的测量2如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关 现象教学方法：教学方法：探究、讲授、讨论、练习 o什么是匀速圆周运动?o“匀速”的含义是什么？那么物体所受的外力有何特点？匀速圆周运动是变速变速曲线运动变速曲线运动运动状态改变一定受到外力一定存在加速度小球受哪些力？合外力有何特点？想

2、一想轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 看一看OGFNF小球受力分析：小球受力分析： OFN与G相抵消，所以合力为FOFFFVVVO 结论：结论：做匀速圆运动的小球，做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，合外力指向圆心，与速度与速度V垂直垂直卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行VFFFVV 结论：结论： 做匀速圆运动的卫星，做匀速圆运动的卫星，合外力方向合外力方向指向圆心（地心），指向圆心（地心），与速度与速度V V垂直垂直1.1.定义定义：做匀速圆周运动的物体所受到的做匀速圆周运动的物体所受到的指指向圆心向圆心的合外力合外力，叫向心力向心力。 2.2.特点：方向始终方向始终与与V

3、V垂直垂直，指向圆心圆心。一一. .向心力方向时刻发生变化，是变力变力OFFFVVVO注意：注意：1、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。为什么？3.3.作用效果:OFFFVVVO因为在运动方向上所受的合外力为0，这个方向上的加速度也为0，所以速度大小不变，只改变速度方向。只改变只改变V V的方向的方向, ,不改不改变变V V的大小的大小4.向心力大小：（1）体验向心力的大小方法:控制变量法1.F与m的关系保持r、一定保持r、m一定2.F与r的关系保持m、一定3.F与

4、的关系m大，F也大r大，F也大大，F也大由牛顿第二定律可得：由牛顿第二定律可得： 或或由公式向心力大小与 _ 有关质量、 半径、角速度rvmF2Fm r2结论结论: 向心力的大小向心力的大小F与物体质量与物体质量m、圆、圆周半径周半径r和角速度和角速度都有关系都有关系二、变速圆周运动中的向心力二、变速圆周运动中的向心力（1）做变速圆周运动的物体，其速度大小发生变）做变速圆周运动的物体，其速度大小发生变化，其向心力和向心加速度都会相应的发生变化。化，其向心力和向心加速度都会相应的发生变化。切向加速度与物体的速度方向是一致的，他改变了物体速度的大小向心加速度与速度方向垂直，只改变速度的方向。只有向

5、心加速的圆周运动是匀速圆周运动，既有切向加速度又有向心加速度的运动是变速圆周运动。加速度分为切向加速度和向心加速度。（2）向心力和向心加速度的瞬时性）向心力和向心加速度的瞬时性: 物体做变速圆周运动时，向心力和向心加速度的大小也是变化的，以上有关向心力和向心加速的公式虽然是通过匀速圆周运动中的出来的，但它们对变速圆周运动仍然适用，应用时必须注意各个物理量必须是同一时刻的瞬时值。三、处理一般曲线运动的方法三、处理一般曲线运动的方法运动轨迹既不是直线也不是圆周运动的，可以称为一般曲线运动。尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样，但研究时可以把这条曲线分割为许多极小的小段，每一小段都可以看作是一小段圆

6、弧。圆弧的弯曲程度不一样，表明它们有不同的半径。注意到这点之后分析质点在经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动方法进行处理了。1、 小球做小球做圆锥摆运动圆锥摆运动时细绳长时细绳长L，与竖直方向，与竖直方向成成角，求小球做匀速圆周运动的角速度角，求小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgTF小球受力：小球受力：竖直向下的重力竖直向下的重力G沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：LmgtgFF向心小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径sinLR 由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：RmmaF2sin2Lmmgtg即：即：cosLgR课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习小结：1、向心力方向时刻发生变化，是变力变力方向始