向心力和向心加速度(公开课)

拓展：如匀图所速示圆、周有运一质动量的为加m的速小度球在光滑的半球碗内做匀速
圆周运动，轨道平在水平面内，已知小球与半球形碗的球心Ｏ
的连线跟竖直方向的夹角为θ，半球形碗的半径为Ｒ，求小球
做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。
N
F合 mg
核裂变和核聚变
谢谢您的聆听
日期：2018年5月29日
，转台转动的角速度应满足什么条件？
例 、质量为m的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.
解：
O’
θT L
小球受力： F向心 F mg tan
小球运动半径：R L sin
F O
由向心力公式： mg tan m 2 (L sin )
mg
g
L cos
内容
应用---例2
内容
向心力和向心加速度
课题：向心力和向心加速度
科目：物理
新粤教版高中必修2
内容
向心力和向心加速度
学习目标
掌握向心力和向心加速度的定义 应用向心力和向心加速度分析圆周运动的受力问题
内容
匀速圆周运动的动力学分析
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？
是一种虚拟力.不符合牛顿第三定律 (找不到施力物体)
可以证明离心力并不存在,离心力是 以转盘为参考系,因为惯性产生的效 果.
与惯性离心力相抵抗的是向心力(真 实存在的力)
内容
研究受力,可以从加开始速度,思考
核电站规格图
F
F O
OO F
F
G
v
v
做匀速圆运动的小球，有没有加速度? 加速度的方向指向哪个方向?
向心力的大小与哪些因素有关？
内容
向心力实验(控制变量法
15%
20%
25%
30%
请观看视频
内容
向心力---牛顿(1643年-1727年）
匀速圆匀周速运圆动的周向运心动力的加速度
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。(并不是指圆周运动使物体产生了向心力)
2.方向：始终与V垂直，指向圆心。
1673年发表了离心核力的电公站式规格图
1656年发明了摆钟
1657年发表的《论赌博中的计算》， 就是一篇关于概率论的科学论文 (他是概率论的创始人)
惠更斯在1690年出版的《光论》一 书中正式提出了光的波动说，建立 了著名的惠更斯原理
内容
惯性离心力
惯性离心力是一种惯性力.
所谓“惯性力”只存核在电于站非惯规性格系，图
A
结论：匀速圆周运动的瞬时加速度方向指向圆心-----向心加速度。
内容
向心加速度的大小
三角形匀OA速B和圆由周vA运、动vB、的Δ加v组速成度的矢量三角形相似
Δv VA VB
v v v r AB vt
B
r
a v v2 (1) t r
O
A 又v r
a r 2 (2)
又v 2r
T
a
4 2r
4.如果突然将杯子提开， 将会发生什么现象？
内容
惯性离心力
核电站规格图
如果有个大转盘在作匀速圆周运动，你坐到盘上不要看周围景物,以转 盘为参考系,你肯定会感觉到有某种力量想把自己推下来.使物体向远离 圆周运动圆心的方向运动。而此时又没有任何施力物推你，这种力量就 称为惯性离心力
内容
惯性离心力----惠更斯(1629-1694)
Fvt
F合 Fn O
v
Ft 速度增大的
圆周运动
Fn
F合
速O 度减小的 圆周运动
内容
应用--例1
例1：如图匀，质速量圆为周m的运小动物的体在加水速平度转台上随转台以周期T作匀
速圆周运动，物体到转轴的距离为d、物体与转台摩擦因素为μ ，求：
1）物体所需要的向心力？
2）物体所受到的转台对它的支持力
3）为使物体保持距离随转台d一起转动
T2
(3)
内容
向心力
1、由设牛质顿点第匀二做速运半动圆径定为周律r的运匀动F速合的圆= 加周M 运a速动度可，知经该过力Δ的t方从向A运： 动到B
与加速度方向一致
2、方向：总是指向圆心（变力） ，与速度方向垂直则其效果： 只改变速度的方向，不改变速度的大小。
3、向心力是按照效果命名的力：物体所受的合 外力提供了物体做 匀速圆周运动所需的向心力（可以由重力、弹力、摩擦力等提供）。
3.作用效果：只改变V的方向,不改变V的大小。
1.
F mr 2
或
v2 F m
r
是一种效果力，它可以是某一个力（重力、
弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。
内容
变速圆周运动
当沿圆周运匀动的速物圆体周所运受的动合的力加不速指向度圆心时，物体做变速圆
周ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ动。
切向力Ft 产生切 向加速度，改变 速度的大向心力 Fn 产生向心加速 度，改变速度的 方向
内容
匀速圆周运动的加速度
1、速度的变化量Δv的方向
v1 Δv
v2
v1
Δv
v2
结论： 速度的变化量Δv可以用初速度v1末端 指向末速度v2末端的有向线段来表示。
内容
匀速圆周运动的加速度
设质点匀做速半径圆为周r的运匀动速的圆周加运速动度，经过Δt从A运动到B
Δv
VB
O
VA
B
A
Δv
VB VA
Δv B
O