物理 必修二 第二章 第二节 ppt课件

（m、v、ω、T、r……）
v
.
v
第二节 向心力
2. 向心力
质量 m 越大 实验表明 角速度ω越大
半径 r 越大 圆周运动的向心力大小：
向心力 F 也越大
F = m rω2
F=m
v2 r
F = m 4π2 r
T2
圆周运动向心力的方向：沿半径指向圆心.
注意
★ 向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小.
解：分析车在桥面最高点时受力,由牛顿定律
mg - FN= m
v2
R
∴
FN =
mg
-m
v2
R
车对桥面压力FN’= FN = mg -m
v2
R
可见: v 越大，则压力 FN’ 越小. .
FN
a mg
第二节 向心力
4. 生活中的向心力
课例 汽车过桥问题
如果汽车过凹形桥面，结果又如何？
依牛顿定律
FN
–
mg
Lθ T
Fo
想一
mg
想圆锥摆的小球做匀速圆周运动时，受到重力、绳的
拉力和向心力三个力的作用，这种说法对吗？为什么？
（不对，向心力是按作用效果命名的，它是匀速圆周运 动物体受到的所有力的合力，并不是另外受到的力）
.
.
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课堂训练
2. 如图，水平匀速转动的圆盘上有一个小物体m，
小物体与圆盘保持相对静止，则该物体的受力情
况是
A. 受重力、支持力
m
B. 受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 受重力、支持力、静摩擦力和向心力
D. 以上说法都不正确
（B）
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力 课例 汽车过桥问题
汽车过拱桥时的运动可以看作圆周运动. 质量为m 的汽车在拱桥上以速度v前进，若桥面圆弧半径为 R， 分析汽车通过桥面最高点时对桥的压力？并讨论过桥 速度对汽车对桥面压力的影响？
4. 生活中的向心力
讨论与交流
★ 飞机在空中转弯，靠什么力充当向心力？
FN
Fn
G
.
第二节 向心力
4. 生活中的向心力
摩托车转弯时车身要向. 内侧倾斜，以获得向心力.
第二节 向心力
4. 生活中的向心力 课例
如图所示，用细线吊着一个质量 为 m的小球，使小球在水平面内 作匀速圆周运动，试分析小球运动的 角速度ω与偏转角θ的关系.
★ 火车转弯，靠什么力充当向心力？
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力 课例 火车转弯问题
N Fn
内外轨一样高 G
向心力由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供 —— 轮缘和铁轨都会磨损，造成行车危险.
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力 课例 火车转弯问题
N
F合
外轨高于内轨 G
向心力由重力G和支持力N的合力提供
面，造成交通事故. 通常公路转弯处往往要建成外
高内低的倾斜路面，以避免事故的发生.
解：设弯道的半径为R，汽车行驶速度为v，质量为m， 路面倾斜角度为θ，依牛顿第二定律得
mg tanθ= m v2
R
∴
tanθ=
v2
gR
可见: v 越大，R越小，则θ越大 .
第二节 向心力
4. 生活中的向心力
讨论与交流
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第二节 向心力
3. 向心加速度 —— 向心力产生的加速度
依 牛顿第二定律 F合 = ma 向心加速度大小：
a = rω2
a=
v2 r
4π2 r
a=
T2
向心加速度方向：与质点速度垂直，沿半径指向圆心
注意
★ 向心加速度的作用是只改变速度的方向，不改变速
度的大小. ★ 匀速圆周运动
v 变化 a 变化
.
—— 速度合适可以使轮缘和铁轨间无磨损.
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力 课例
已知铁路拐弯处的圆弧半径为R，轨距为L， 内外轨的高度差为h，为了使铁轨不受轮缘的
挤压，火车运行的速度应该为多大？
v gRh L
注意
如果超速行驶会怎么样？ h 如果低速行驶又如何呢?
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N α
F
L
α G
第二节 向心力
非匀速运动 非匀变速运动
一般变 速运动
第二节 向心力
3. 向心加速度
讨论与交流
从 a = rω2 看，好像 a 与 r 成正比
矛盾？
从
a=
v2 r
看，好像 a 与 r 成反比
课例
如图皮带传动装置，两皮带
A
轮O1、O2半径分别为R 和 r， C R
B
r
A、B分别为两轮的边缘点，C为 r O1
O2
O1轮内的一点，半径也为r. 已知
=
m
v2
R
∴
FN
=
m
v2
R
–
mg
∴
FN’=
m
v2
R
–
mg
想一
想
.
第二节 向心力
4. 生活中的向心力
思考与讨论
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就 是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到 一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员 与座椅之间的压力是多少？……
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力
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第二节 向心力
1. 感受向心力
观察与思考
匀速圆周运动是曲线运动，所以，做匀速圆周运动
的物体必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力作
用，这个合外力的方向不断变化，但总是垂直于速度方
向，沿半径指向圆心，匀速圆周运动物体受到的合外力
就叫做向心力.
v v
源自文库实验与探究
F F
向心力的大小与那些因素有关？
FF
R:r=2:1，则该三点的线速度之比为__2_:_2_:1__；角速度之
比为__1_:2_:_1__；向心加速度之比为__2_:4_:_1__. .
课堂训练
1．关于向心力的说法正确的是 A. 向心力不改变圆周运动物体的速度大小 B. 做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 C. 物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力 D. 做匀速圆周运动的物体其向心力为物体所受的合力
讨论与交流
★ 汽车在水平路面上转弯，靠什么力充当向心力？
汽车在水平路面上转弯向心力由地面的摩擦
力提供.
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力
讨论与交流
★ 应采取什么措施能使汽车安全转弯？
高速公路的转弯处路面是外高内低，以保证车
辆安全转弯.
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第二节 向心力
4. 生活中的向心力
课例
火车转弯
汽车在水平公路上转弯时，靠摩水托平车路转面弯的静摩擦 力提供向心力，当车速较大时运，动汽员车跑容弯易道滑出路