第二节向心力演示文稿

第二节向心力演示文稿当前第1页\共有31页\编于星期三\8点优选第二节向心力当前第2页\共有31页\编于星期三\8点观察：做圆周运动的物体有什么特点飞机拐弯花样溜冰链球运动当前第3页\共有31页\编于星期三\8点小球受哪些力？合外力有何特点？想一想轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。

看一看一、认识向心力当前第4页\共有31页\编于星期三\8点GFNF小球受力分析：

OFN与G相抵消，所以合力为F分析：绳子对球有指向圆心的力合力当前第5页\共有31页\编于星期三\8点OFFFVVVO

小球受力分析：

结论：做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心，与速度v垂直当前第6页\共有31页\编于星期三\8点2、向心力的方向：3、向心力的来源：向心力不是一种特殊的力，它可能是重力或弹力或摩擦力，或者是某个力的分力，还可能是它们的合力。沿半径指向圆心，即垂直于质点的运动方向1、向心力定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫向心力。方向时刻发生变化，是变力。当前第7页\共有31页\编于星期三\8点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。注意：4、向心力的作用效果:只改变v的方向,不改变v的大小OFFFVVVO为什么？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。当前第8页\共有31页\编于星期三\8点5、向心力大小：（1）体验向心力的大小猜想：向心力大小可能与_______________________________________________有关物体质量、轨道半径、运动快慢（2）演示实验：用向心力演示器演示（点击按钮演示）方法:控制变量法当前第9页\共有31页\编于星期三\8点1.F与m的关系保持r、ω一定保持r、m一定2.F与r的关系保持m、ω一定3.F与ω的关系1、r、ω一定，F与m成正比2、m、ω一定，F与r成正比3、r、m一定，F与ω2成正比结论：向心力F的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系当前第10页\共有31页\编于星期三\8点说明：质量为m的质点，在半径为r的圆周上做匀速圆周运动，线速度为v，角速度为ω，所需向心力的大小为F根据推导向心力的另一表达式当前第11页\共有31页\编于星期三\8点（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量。（3）怎样推导向心加速度的公式？二、向心加速度（1）向心加速度由谁产生？方向如何？向心加速度是由向心力产生的，根据牛顿运动定律得到，这个加速度的方向与向心力的方向相同。当前第12页\共有31页\编于星期三\8点向心力公式:

F向

=F合=mrω2推导:根据牛顿第二定律:

F合=ma

或a与r究竟是成正比呢，还是成反比？想一想若ω一定,a与r就成正比;若v一定,a与r就成反比。1、向心加速度的大小当前第13页\共有31页\编于星期三\8点v1v2△v△vv1v2△vv1v2特点：物体的速度变化量是从初速度的末端指向末速度末端的矢量。复习回顾△v的方向与加速度的方向相同2、向心加速度和速度变化量方向：当前第14页\共有31页\编于星期三\8点△v△vvBvAABoA△tBvBvAo如果△t非常小。。。△vo△v沿半径方向，指向圆心。a沿半径方向，指向圆心。当前第15页\共有31页\编于星期三\8点※注意：匀速圆周运动不仅是变速曲线运动，

而且是非匀变速曲线运动。向心加速度方向：沿半径指向圆心当前第16页\共有31页\编于星期三\8点课堂小结一、向心力：⑴大小：⑵方向：沿半径指向圆心，是变力。⑶特点：F⊥v，方向不断变化。⑷来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力，或某一个力的分力或：F=m

v2rF=mrω2二、向心加速度：⑴大小：a=rω2

或

a=

⑵方向：沿半径指向圆心，方向不断变化，是变加速曲线运动。⑶物理意义：表示速度变化快慢的物理量。v2r当前第17页\共有31页\编于星期三\8点练一练1:

画出下列物体所受的向心力F拉GF拉GNfGNNGGNF向=

F拉F向F向=

fGNF向F向F向当前第18页\共有31页\编于星期三\8点质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成θ角，则以下正确的是()A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球只受重力、拉力的作用C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mg•tgθ

D.摆球做匀速圆周运动的周期为2πLcosθ√gBCD练一练2GF当前第19页\共有31页\编于星期三\8点例题1：小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ

角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。O’OmgTF小球受力：竖直向下的重力G沿绳方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：θL小球做圆周运动的半径由牛顿第二定律：即：R受力分析时,不能多出一个向心力。当前第20页\共有31页\编于星期三\8点一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴着一个质量为m的小球，圆盘的半径是r，绳子长为L，圆盘匀速转动时小球随着一起转动，并且细绳与竖直方向成θ角，如图所示，则圆盘转动的角速度是多大。练一练3当前第21页\共有31页\编于星期三\8点例题2：上海在北纬31°，求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大？（设地球半径R=6400km，cos31°=0.86）AORr分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周轨迹、圆心及半径。解：物体随地球自转的角速度

ω=2π/TO’圆周半径r=R•cos31°∴a=rω2

=R•cos31°•(2π/T)2代入数据可得a=2.9×10-2m/s2当前第22页\共有31页\编于星期三\8点例题3：如图所示，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，A、B、C三点位置如图，r1=2r2，O1C=r2，则三点的向心加速度之比aA:aB:aC

=

_____

。BACr1r2O1O22:4:1当前第23页\共有31页\编于星期三\8点如图所示，两个摩擦传动的轮子，A为主动轮，转动的角速度为ω，已知A、B轮的半径分别是R1和R2，C点离圆心的距离为R2／2，求C点处的角速度和线速度。

ωC=ωR1/R2vC=ωR1/2练一练4当前第24页\共有31页\编于星期三\8点例题4：飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看作一段圆弧，如下图所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点P附近作半径r=180m的圆周运动，如果飞行员的体重m=70kg，飞机经过最低点P时的速度v=360km/h，则这时飞行员对座位的压力为多大？(g=10m/s2)Prv4588.9N当前第25页\共有31页\编于星期三\8点如图所示，飞机在半径为R的竖直平面内翻斤斗，已知飞行员质量为m，飞机飞至最高点时，对座位压力为N，此时飞机的速度多大？vR练一练5当前第26页\共有31页\编于星期三\8点谢谢！当前第27页\共有31页\编于星期三\8点θO圆锥摆GFF合r小球受到哪些力的作用？向心力由拉力F和重力G的合力提供。向心力由什么力提供？想一想或向心力由拉力F的分力提供。当前第28页\共有31页\编于星期三\8