高中物理第五章曲线运动第6节向心力新人教版

小球在空中做匀速圆周运动
弯道跑
F向 心 力
向心力来源的分析
来源：zxxk.com
T
F合 G-N
向心力来源的分析
FN
f
O
mg
地面的静摩擦力提供向心力，或者说是汽车所受的合外 力提供的。
说明
（1）向心力是按照效果命名的，而非额外所受一个力， 受力分析不能画这个力。 （2）匀速圆周运动向心力来源：合外力 （3）向心力是变力，方向始终指向圆心 （4）等式右边的向心力公式是确定的，解题关键是通过 受力分析找到等式左边物体所受的合外力。
几种常见的匀速圆周运动
FN
水
平
f静
转
mg
盘
思考：
有同学认为，物块m有向前运动的趋势，故静摩擦力的方向与相对运动趋 势方向相反，即向后，而不是与运动方向垂直，因此向心力不可能是静摩 擦力。这种观点对么？
A（B）
r
O
vt vt
B
A
BB vt
rr
tan vt
r
当 很小ta时 n， ，O 故 、 B、 A共线，即物动 块趋 的势 相
3.大小：
FF nma m r2 vm 2rm 4 T 22r
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
o
FT
F
图5.6-1 用圆锥摆验 证向心力的表达式
Fn
mv r
2
mgBiblioteka Baidu
图5.6-2 从另一方面 计算钢球受到的向心力
Fmgtan（其中tan r） h
向心力来源的分析
F引
O
F合＝F引 ＝Fn
向心力来源的分析
是沿半径向摩 外擦 ，力 所沿 以半 静 。 径指向圆心
几种常见的匀速圆周运动受力图
O
θ
圆
锥 摆
F合
O'
mg
几种常见的匀速圆周运动受力图
滚 筒
f静 FN
O
mg r
几种常见的匀速圆周运动受力图
倒锥桶
FN
r
F合
O
mg
向心力
• 二、变速圆周运动的向心力
• 1.定义：当沿圆周运动的物体所受的合力不 指向圆心时，物体做变速圆周运动。
第6节《向心力》
向心加速度
• （1）定义：作圆周运动的物体具有时刻沿半径指向圆心的 加速度．
• （2）方向：指向圆心，时刻变化． • （3）大小：
an
v2 r
2r4T22
r
向心力
• 一、匀速圆周运动的向心力
1.向心力为物体所受的合外力，
即：
F Fn
2.方向：始终与速度方向垂直，即始终沿半径方 向指向圆心。
• 2.大小：
F径
Fn
mv2 r
变速圆周运动的向心力不是合外力，而是合外力 沿半径方向的分力。
Ft
v
F合
加速
Fn O
减速
v
Ft
Fn
O
F合
切向力Ft ：垂直半径方向的分力 向心力Fn ：沿着半径方向指向圆心的分力
小结：向心力
1、方向： 沿半径方向指向圆心
2、作用效果： 只改变速度的方向
3、大小：
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
Fn =m 4Tπ22r
4、变速圆周运动的合力并非等于向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
向心力
三、一般曲线运动
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为 一般曲线运动。
r2 r1
一般曲线运动各 个地方的弯曲程 度不一样，如何
研究？
练习 请分析以下圆周运动的向心力的来源。