第二节向心力讲解

猜想向心力的大小与什么因素有关
1.与运动物体的形状__无__关___; 2.与运动物体的体积_无__关___; 3.与运动物体的质量__有__关__; 4.与运动物体的转动快慢_有__关___; 5.与运动物体离圆心的距离_有__关__。
实验探究：体验向心力的大小与哪些因素有关
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；
）
A.受重力、支持力；
B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C.受重力、支持力、向心力、摩擦力
D.以上均不正确
2.做匀速圆周运动的物体，下列 哪些物理量不随时间改变
A.角速度
B.线速度
C.向心力
D.加速度
答案：A
3.对于做匀速圆周运动的质点，下列说法正 确的是
A．根据公式a=v2/r， 可知其向心加速度a 与半径r成反比
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。
实验验证：向心力演示仪， 通过控制变量法
1是转动手柄、2和3是变速塔轮、4和5是长槽、 6是测力挡板、7是测力套筒、8是测力标尺
实验次数 质量
向心力
1
m
F
2
2m
2F
实验结论： F m
根据实验结论可以证明：
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。
∵ v
F
m
v2
r
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，好象F 跟r 成反比。你
2.如果链子断了，会有什么样的后果？
思维启导：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。 思考问题：那么，是怎样的力使物体做圆周运 动呢？
观察与思考：wk.baidu.com
在右图所示的圆 周运动中，感受物 体的受力情况……
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？
B．根据公式a=rω2， 可知其向心加速度a 与半径r成正比
C．根据公式ω=v/r， 可知其角速度ω与半 径r成反比
D．根据公式ω=2πn可知其角速度ω与转速n 成正比
答案：D
小结
• 1．向心力和向心加速度的概念，向心力和 向心加速度的大小和方向的特点。
• 2．向心力的计算公式。 • 3．向心加速度的计算公式。 • 4．匀速圆周运动是一种什么性质的运动？
也小可球以在是空其中他做力匀的速合圆力周，运还动可以是某个力F向的心力 分 力。
弹力与重力的 合力
重力、支持力与 摩擦力的合力
6
关于向心力的几点说明
1.向心力是按效果命名的力，它可以是某个力， 也可以是其他力的合力，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。
⑵向心加速度只改变速度的方向，不改变速度 的大小。反映了速度方向变化的快慢。 匀速圆周运动是加速度方向不断变化的变速运动
方向时刻改变
F mr 2
v2 F m
r
方向时刻改变
a r 2
或
v2 a
r
课堂练习
1.如右图，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一
起做匀速圆周运动，则A物体的受力情况是：（
实验一：
在小球质量m和角速度ω不变的条件下， 改变旋转半径r
实验次数 1 2
半径 r 2r
向心力 F 2F
实验结论：
F r
实验二：
在小球质量m和旋转半径r不变的条件下， 改变小球的角速度
实验次数 1 2
角速度 ω 2ω
向心力 F 4F
实验结论：
F 2
实验三：
在旋转半径r和角速度ω不变的条件下，改 变小球质量m
结论 物体受到的外力使物体的运动方向不断改 变，使它始终运动在圆周轨道上。而物体所受 到的这个外力的方向是不断变化的，并总是沿 半径指向圆心，故这个外力叫做向心力。
和物体运动的方向垂直 向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向
常见匀速圆周运动向心力的来源分析 弯道跑技术
摩擦力
支持力
向心力是按效果命名的力，它可以是某个力，
r 如何认识这个问题？
二、向心加速度
1.向心力产生的加速度叫做向心加 速度，其方向总指向圆心。
2.向心加速度公式
F mr 2
a r 2
v2
F
ma
v2
F m r
a r
a r 2 或 a v2
r
【说 明】
⑴匀速圆周运动的向心加速度是由向心力产生 的，其方向总是与向心力的方向相同，始终指向 圆心且方向不断变化，是变量。
作业：
P37课后练习1、 2、3
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第二节 向心力
授课教师：梁鸿颖
教学目标
1.理解向心力的概念，知道向心力是 根据力的效果命名的。
2.知道向心力大小与那些因素有关，知 道向心力的公式的含义，会计算简单情 景中的向心力。
3.理解向心加速度的概念，知道向心加 速度的公式，计算简单情境中的向心加 速度。
一、认识向心力
思考：
1.从物理学的角度来看，游戏中的人做的 是什么运动？ —— 匀速圆周运动