最新-高中物理 22《向心力》(上)课件 粤教版必修2 精品

v
r
v2 F m
r
式中v是物体圆周运动线速度的大小。
【讨论】
从 F mr 2 看，好象F 跟r成正比，从 F m v2 看，
r 好象F 跟r成反比。你如何认识这个问题？
向心力——向心力的大小 【匀速圆周运动的加速度】
F mr 2
a r 2
F m v2 r
F
ma
a
v2 r
【说明】 ⑴匀速圆周运动的加速度是由向心力产生的，其方向必定指
N G m v2 r
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。
N
v
G
当 v gr 时汽车对桥的汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
N
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的
向心力，由牛顿第二定律得：
v
v2
N G m r
G
v2 N Gm G
r
可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
卫星绕地球运行 V
F
(b)
光滑桌面上转动的小球 ---弹力
随圆盘匀速转动的物体 -----摩擦力
卫星绕地球运动---万有引 力
圆锥摆---重力和弹力的合力
向心力——向心力的大小 【可以证明】
匀速圆周运动所需的向心力的大小为：
F mr 2
式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，ω
是转动的角速度。
O RF mg
g
L cos
【实验探究】影响向心力大小的因素
⑴在小球质量m和旋转半径r不变的条件下， 改变角速度ω，多次体验手的拉力；
⑵在小球质量m和角速度ω不变的条件下， 改变旋转半径r，多次体验手的拉力；
⑶在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改 变小球质量m，多次体验手的拉力；
【体验与交流】 ⑴角速度ω越大，手的拉力越大； ⑵旋转半径r越大，手的拉力越大； ⑶小球质量m越大，手的拉力越大。
【结论】 做匀速圆周运动的物体，一定需要沿半径指向圆心的力的
作用。这个力称为“向心力”。常记为F向。
向心力——向心力的来源
在转盘游戏中，如何保持身体的平衡？
向心力的来源 【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】
小球在空中做匀速圆周运动
弯道跑技术
F向心力
【说明】 向心力是按效果命名的力，它可以是某个力充当。
OO F F V
V
向心力——向心力的来源 【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】
汽车在水平路面上转弯
汽车在倾斜路面上转弯
【说明】 向心力是按效果命名的力，它可以是几个力的合力。
向心力——向心力的来源 【关于向心力的几点说明】
1.向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以 是某个力，还可以是某个力的分力。在对物体进行受力分析 时，一定不要在物体实际所受力的基础上再加一个向心力。
2.向心力的作用效果只改变圆周运动的方向，而不改变速度的 大小。
3.向心力是变力。虽然向心力的大小不变但其方向时刻改变， 故匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动。
4.由向心力产生的向心加速度的方向总是指向圆心。
向心力——向心力的来源 【课堂练习】 请分析以下圆周运动的向心力的来源。
向心力——向心力的大小
2.2 向心力
向心力——向心力的来源
【思维引导】 圆周运动是变速运动，因此圆周运动肯定有加速度，由牛
顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。 那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？
【实验探究】 在下列圆周运动中，感受……
向心力——向心力的来源 【体验与交流】 1.小球做圆周运动时，你牵绳的手有什么感觉？ 2.如果突然松手，将会发生什么现象？ 3.小球在杯中做圆周运动时，你握杯的手有什么感觉？ 4.如果突然将杯子提开，将会发生什么现象？
向心力——向心力的大小
向心力演示仪 ——控制变量法 【实验现象】
⑴角速度ω相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大； ⑵角速度ω相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大； ⑶质量m相同，半径r相同，角速度ω越大，向心力越大；
几个典型的匀速圆周运动
玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动
几个典型的匀速圆周运动
向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向心加速度。 ⑵向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ⑶向心加速度是变量，其方向是不断变化的。
向心力——向心力的大小 求汽车以速度v过半径为r 的拱桥时对拱桥的压力？
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的
向心力，由牛顿第二定律得：
G N m v2 r
例、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‘ 解：小球受力：
竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T
θ
L
小球的向心力：由T和G的合力提供
T
F向心 F mgtg
小球做圆周运动的半径 R Lsin 由牛顿第二定律： F ma m 2R
即： mgtg m 2Lsin
向心力 1.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。
2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。
方向时刻发生变化，是变力 例
注意：
1、向心力通常由重力、弹力、摩
V
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。 F
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。