6向心力PPT课件
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22
例2.A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球质量的3倍，
A球在半径为25cm的圆周上运动，B球在半径为16cm的圆周上
运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受
向心力与B球所受向心力之比。
解：
2
1
A B
TA
2
TB TA
nB 1
nA nB
2 5
TB
nA
FA向mArA
2
A
325223
FB向
mBrB
2
B
11655 4
答：3:4。
23
变速圆周运动
改变速度的大小
Ft
F F 改变速度的方向
n
O
因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方 向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向 心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生 的加速度叫做切向加速度。
17
18
19
三.向心力的大小:向心力F与物体质量m、圆周半
径r和角速度ω都有关系：
F＝mrω2 根据 v 推导出向心力的另一表达式：
r
F m v2 r
20
21
对力与运动的理解
①力与速度同一直线时，力只改变速度大小，不改变 速度方向。 ②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度 大小。 ③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成 将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则 力既改变速度大小，同时也改变速度方向。
运动状态改变
所受合外力_一__定__不__等__于___零
一定具有__加__速__度__ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？ ◇ 加速度又怎样呢？
5
通过以上两个实例回忆： 匀速圆周运动的加速度有什么特点？ 大小：av2或a2R或av
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。 所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加 速度。
28
5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg
的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆
周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，
则此时细杆OA受到（ B ）
A．6.0N的拉力
B．6.0N的压力
C．24N的拉力
D．24N的压力
A
29
6.设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地 球中心到太阳中心的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数 据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的 向心力。 答案：2.99×104m/s2
26
3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上 做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动， 下列说法中正确的是（ C） A．向圆心运动 B．背离圆心沿半径向外运动 C．沿切线方向匀速运动 D．做半径逐渐变大的曲线运动
27
4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动， 如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的 是（ c ） A．一定指向圆心 B．一定不指向圆心 C．只有在最高点和最低点时指向圆心 D．不能确定是否指向圆心
6
问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？
根据牛顿第二定律有：F ma
大小： Fmamv2或 m2R或 mv
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。
一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受
的指向圆心的合外力称作向心力。
7
地球围绕太阳转
8
体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真 的指向圆心吗？ ①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动， 试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力 的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该 吸引力指向太阳做匀速圆周运动的圆心即日心。
9
②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上 的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？
小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力， 方向沿绳子指向圆心。
N F
G
10
11
③使转台匀速转动，转台上的物体也随 之做匀速圆周运动，转台与物体间没有 相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？
物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。
N f
G
12
如图，取一条细绳，一端系一个
小球，另一端用手挥动细绳，使
小球做匀速圆周运动，小球受到 T
几个力的作用？可以说小球受到
重力、绳的拉力和向心力三个力
的作用吗？为什么？
mg
不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的
作用。
因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常 由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力 所提供。所以小球只受两个力：重力和绳的拉力。
Fsinmg Fcos F向
F
FcoHale Waihona Puke Baidu F向
G
15
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验器材有哪些？ 2.简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪 些数据）？ 4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？
16
m(kg) d1(m) d2(m) d=d1-d2(m) T(s) r(m) Fn=4mπ2r/T2 F合=mgtanθ 注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离， d指悬挂点到球心的距离。
13
向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样是按性 质来命名的？ 如果是，那么它的施力物体是什么？ 如果不是，那么它是按什么来命名的？
二.向心力的性质:向心力是效果力，不是按性质命
名的新的类型的力。它不是指物体又受到一个力的作用， 而是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力来提供 或充当的。
14
例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力 提供的？ 圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球， 细线上端固定，设法使小球在水平面 上做圆周运动。 重力、绳子的拉力。向心力为这两个 力的合力，指向圆心。
24
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，
正确的是（
）B
A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力
B．物体所受的合外力提供向心力
C．向心力是一个恒力
D．向心力的大小一直在变化
25
2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（D ） A．跟其角速度的平方成正比 B. 跟其线速度的平方成正比 C．跟其运动的半径成反比 D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比
6 向心力
1
1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含 义，并能用来进行计算。 3.结合向心力,理解向心加速度。 4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。
2
3
4
什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是_变__速曲线运动
例2.A、B两球都做匀速圆周运动，A球质量为B球质量的3倍，
A球在半径为25cm的圆周上运动，B球在半径为16cm的圆周上
运动，A球转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A球所受
向心力与B球所受向心力之比。
解：
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1
A B
TA
2
TB TA
nB 1
nA nB
2 5
TB
nA
FA向mArA
2
A
325223
FB向
mBrB
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B
11655 4
答：3:4。
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变速圆周运动
改变速度的大小
Ft
F F 改变速度的方向
n
O
因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方 向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向 心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。切向分力产生 的加速度叫做切向加速度。
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三.向心力的大小:向心力F与物体质量m、圆周半
径r和角速度ω都有关系：
F＝mrω2 根据 v 推导出向心力的另一表达式：
r
F m v2 r
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21
对力与运动的理解
①力与速度同一直线时，力只改变速度大小，不改变 速度方向。 ②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度 大小。 ③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成 将力分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则 力既改变速度大小，同时也改变速度方向。
运动状态改变
所受合外力_一__定__不__等__于___零
一定具有__加__速__度__ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？ ◇ 加速度又怎样呢？
5
通过以上两个实例回忆： 匀速圆周运动的加速度有什么特点？ 大小：av2或a2R或av
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。 所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加 速度。
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5.长度为L=0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg
的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆
周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，
则此时细杆OA受到（ B ）
A．6.0N的拉力
B．6.0N的压力
C．24N的拉力
D．24N的压力
A
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6.设地球质量为M＝6.0×1024kg，公转周期T＝365天，地 球中心到太阳中心的距离为r＝1.5×1011m，试根据以上数 据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的 向心力。 答案：2.99×104m/s2
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3.在光滑的水平桌面上，用细线系一个小球，球在桌面上 做匀速圆周运动，当系球的线突然断了，关于球的运动， 下列说法中正确的是（ C） A．向圆心运动 B．背离圆心沿半径向外运动 C．沿切线方向匀速运动 D．做半径逐渐变大的曲线运动
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4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动， 如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的 是（ c ） A．一定指向圆心 B．一定不指向圆心 C．只有在最高点和最低点时指向圆心 D．不能确定是否指向圆心
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问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？
根据牛顿第二定律有：F ma
大小： Fmamv2或 m2R或 mv
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。
一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受
的指向圆心的合外力称作向心力。
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地球围绕太阳转
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体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真 的指向圆心吗？ ①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动， 试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力 的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该 吸引力指向太阳做匀速圆周运动的圆心即日心。
9
②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上 的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？
小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力， 方向沿绳子指向圆心。
N F
G
10
11
③使转台匀速转动，转台上的物体也随 之做匀速圆周运动，转台与物体间没有 相对滑动。你可以分析物体受到的力吗？
物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。
N f
G
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如图，取一条细绳，一端系一个
小球，另一端用手挥动细绳，使
小球做匀速圆周运动，小球受到 T
几个力的作用？可以说小球受到
重力、绳的拉力和向心力三个力
的作用吗？为什么？
mg
不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力的
作用。
因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力，通常 由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力 所提供。所以小球只受两个力：重力和绳的拉力。
Fsinmg Fcos F向
F
FcoHale Waihona Puke Baidu F向
G
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用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验器材有哪些？ 2.简述实验原理（怎样达到验证的目的） 3.实验过程中要注意什么？需测量哪些物理量（记录哪 些数据）？ 4.实验过程中产生误差的原因主要有哪些？
16
m(kg) d1(m) d2(m) d=d1-d2(m) T(s) r(m) Fn=4mπ2r/T2 F合=mgtanθ 注：d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离， d指悬挂点到球心的距离。
13
向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样是按性 质来命名的？ 如果是，那么它的施力物体是什么？ 如果不是，那么它是按什么来命名的？
二.向心力的性质:向心力是效果力，不是按性质命
名的新的类型的力。它不是指物体又受到一个力的作用， 而是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力来提供 或充当的。
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例1.分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力 提供的？ 圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球， 细线上端固定，设法使小球在水平面 上做圆周运动。 重力、绳子的拉力。向心力为这两个 力的合力，指向圆心。
24
1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，
正确的是（
）B
A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力
B．物体所受的合外力提供向心力
C．向心力是一个恒力
D．向心力的大小一直在变化
25
2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（D ） A．跟其角速度的平方成正比 B. 跟其线速度的平方成正比 C．跟其运动的半径成反比 D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比
6 向心力
1
1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含 义，并能用来进行计算。 3.结合向心力,理解向心加速度。 4.理解变速圆周运动中，合外力与向心力的关系。
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什么是匀速圆周运动？“匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是_变__速曲线运动