匀速圆周运动的向心力

一定受到外力
一定存在加速度
活动：
轻绳栓一小球,在光滑水平面做圆周运动。
1、小球受哪几个力的作用？ 2、合外力有何特点？
小球受力分析：
FN O F
O
G
结论： FN与G相抵消，所以合力为绳的 拉力F。
运动分析：
V F
O O
F
F V V
结论：做匀速圆周运动的物体，合外力
方向始终指向圆心，与速度V的方向垂直, 只改变速度的方向。
• 重点难点： • 教学重点：
• 1．理解向心力的概念．
• 2．学生实验探究：感受向心力和影响向心力大小的因 素． • 教学难点： • 理解向心力的概念及向心力公式的得出． • 教法、学法： • 学生实验探究与教师演示实验相结合；学生思考、猜想、 讨论与教师提问、讲解相结合．
复习回顾：
物体何时做直线运动，何时做曲线运动？
r越大，F越大
结论：精确的实验表明：物体做圆周运动
需要的向心力与物体的质量成正比，与半 径成正比，与角速度的二次方成正比。即：
2 F＝mω r
根据r,ω,v,T的关系可知，
v 4π F mω r m m 2 r r T
2
2
2
二、实验验证 1 ．装置： 细线下面悬挂一个 钢球，用手带动钢球使它在 某个水平面内做匀速圆周运 动，组成一个圆锥摆且θ很小， 如图所示．
1、当物体受到的F合=0时，物体做 匀速直线运动。 2、当物体受到的F合与速度V在同一条直线上时，物体 做 变速直线运动 v、a同向加速，v、a反向减 速，v、a共线 直线运动 3、当物体受到的F合与速度V不在同一直线上时，物体 做 曲线运动 v、a不共线 曲线运动
复习提问 ：
圆周运动是变速曲线运动 运动状态（速度）改变
半径
和
高度பைடு நூலகம்
．可
r 求出 tan θ＝h，钢球的受力如图所示．钢球所受 合力 F＝
mgtan θ
mgr ＝ h .
4．结论：代入数据后比较计算出的向心力 Fn 和钢球所受合力 F 的大小，即可得出结论： 钢球需要的 的
合力 向心力
等于钢球所受力
．
例题1. 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。
2．计算向心力：用秒表测出钢球运动n圈所用的时间 t，测出钢球做匀速圆周运动的半径r，则钢球的线速度大小 v＝
2πrn t
2
.由于预先用天平测出了钢球的质量m，代入公式
v 4mπ2rn2 Fn＝m r 中可知钢球的向心力Fn＝ t2 .
3．求合力：钢球在转动过程中受到重力 mg 和细线拉力 FT，通过测量
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一、向心力
1）定义：作圆周运动的物体受到一个始终指向圆
心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力；
2 ）向心力的方向：
与速度方向垂直，始终指向圆心（方向不断 变化）；
3）向心力的作用效果：
只改变速度的方向，不改变速度的大小.
4、向心力的来源：
思考：向心力是按照性质还是按照 作用效果命名的？
1、向心力是根据力的作用效果来命名的， 不是 按性质来命名的(也可以说不是实际存在的力) , 受力分析时不要重复考虑。 2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个 力，或者是某个力的分力，或几个力在半径方向 的合力所提供。
O’
θ
O
R
F
课后反思
• 本节课的难点是如何使学生建立向心力的 概念，特别是让学生理解向心力并不是物 体真正受到的力，这一点比较抽象，教师 应注意把握语言，深入浅出地加以说明．
半径
和
高度
．可
r 求出 tan θ＝h，钢球的受力如图所示．钢球所受 合力 F＝
mgtan θ
mgr ＝ h .
4．结论：代入数据后比较计算出的向心力 Fn 和钢球所受合力 F 的大小，即可得出结论： 钢球需要的 的
合力 向心力
等于钢球所受力
．
3．求合力：钢球在转动过程中受到重力 mg 和细线拉力 FT，通过测量
向心力
教学目标 ： 一、知识与技能 1．理解向心力的概念． 2．知道向心力大小与哪些因素有关，理解公式的含义． 3．理解向心加速度的概念，结合牛顿第二定律得出向心加速度的公式． 二、过程与方法 1．通过实验，体验和感受做匀速圆周运动的物体需要向心力． 2．先猜想影响向心力大小的因素，再进行实验探究． 3．通过演示实验，验证匀速圆周运动的向心力公式，结合牛顿第二定律得出向心加 速度的公式． 三、情感态度与价值观 1．亲身探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣． 2．培养学生对科学的求知欲，乐于参与观察，敢于实验，体会实验在探索物理规律 中的作用． 3．培养学生实事求是、尊重客观规律的科学态度，培养学生在实验中严谨、细致、 耐心的态度．
5、向心力大小 （1）体验向心力的大小
角速度 半径、 质量、 猜想：向心力大小可能与 _________________ 因素有关
（2）演示实验：用向心力演示器演示
控 制 变 量 法
1、F与m的关系
保持r、ω一定
m越大，F越大 2、F与ω的关系 保持r、m一定 ω越大，F越大
3、F与r的关系
保持m、ω一定