教科版高一物理必修2第二章第2节-匀速圆周运动的向心力和向心加速度ppt课件.ppt

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1、匀速圆周运动的向心力和向心加速度匀速圆周运动的向心力和向心加速度思考：做圆周运动的物体为什么不沿直线思考：做圆周运动的物体为什么不沿直线飞去而沿着一个圆周运动呢？飞去而沿着一个圆周运动呢？思考：以上三个物体做匀速圆周运动时：（1）它们会受到沿圆周切线方向的力的作用吗？（2）它们所受的合力是否改变速度的大小？（3）合力的方向与线速度的方向有什么关系？【思维引导思维引导思维引导思维引导】圆周运动是变速运动，因此圆周运动肯定有加速度，由牛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：顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。物体做圆周

2、运动，必然要受到外力的作用。物体做圆周运动，必然要受到外力的作用。那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？【实验探究实验探究实验探究实验探究】在下列圆周运动中，感受在下列圆周运动中，感受【体验与交流体验与交流体验与交流体验与交流】1.小球做圆周运动时，你牵绳的手有什么感觉？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？如果突然松手，将会发生什么现象？一、向心力一、向心力一、向心力一、向心力1、做匀速圆周运动的物体，一定、做匀速圆周运动的物体，一定需要需要沿半径指向圆心的力的作沿半径指向圆心的力的作用。这个力称为用。这个力称为“向心力

3、向心力向心力向心力”。常记为。常记为F F向向向向。弯道跑技术弯道跑技术弯道跑技术弯道跑技术小球在空中做匀速圆周运动小球在空中做匀速圆周运动小球在空中做匀速圆周运动小球在空中做匀速圆周运动2、常见匀速圆周运动向心力的来源分析、常见匀速圆周运动向心力的来源分析汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯汽车在水平路面上转弯汽车在水平路面上转弯汽车在水平路面上转弯汽车在水平路面上转弯3、关于向心力的几点说明：、关于向心力的几点说明：（1 1）向心力是按效果命名的力）向心力是按效果命名的力）向心力是按效果命名的力）向心力是按效果命名的力 它可以是几个力的它可以是几

4、个力的它可以是几个力的它可以是几个力的合力合力合力合力，也可以是，也可以是，也可以是，也可以是某个力某个力某个力某个力，还可以是，还可以是，还可以是，还可以是某某某某个力的分力个力的分力个力的分力个力的分力。在对物体进行受力分析时，一定不要在物体实在对物体进行受力分析时，一定不要在物体实在对物体进行受力分析时，一定不要在物体实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。际所受力的基础上再加一个向心力。际所受力的基础上再加一个向心力。际所受力的基础上再加一个向心力。（2 2）向心力的作用效果）向心力的作用效果）向心力的作用效果）向心力的作用效果 只改变圆周运动的方向，

5、而不改变速度的大小。只改变圆周运动的方向，而不改变速度的大小。只改变圆周运动的方向，而不改变速度的大小。只改变圆周运动的方向，而不改变速度的大小。（3 3）向心力是变力）向心力是变力）向心力是变力）向心力是变力 向心力的方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运向心力的方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运向心力的方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运向心力的方向时刻改变，故匀速圆周运动是变加速曲线运动。动。动。动。二、向心力的大小二、向心力的大小随堂实验随堂实验体验圆周运动所需的向心力大小与哪些体验圆周运动所需的向心力大小与哪些因素有关因素有关思考：思考：如何使手感受到的就是向心力的

6、大小？如何使手感受到的就是向心力的大小？圆周运动中运动的快慢是用什么物理量来表示的圆周运动中运动的快慢是用什么物理量来表示的？我们比较容易观察和控制的是哪一种快慢？我们比较容易观察和控制的是哪一种快慢？影响向心力大小的因素很多，我们要说明向心力影响向心力大小的因素很多，我们要说明向心力大小不同是某一因素造成的，而不是其他因素造成大小不同是某一因素造成的，而不是其他因素造成的，该采用是什么实验方法？的，该采用是什么实验方法？随堂实验：探究向心力大小与各相关因素随堂实验：探究向心力大小与各相关因素的关系的关系向心力大小向心力大小F向向与做圆周运动物体的质量与做圆周运动物体的质量m大小大小的关系的关

7、系向心力大小向心力大小F向向与圆周运动的半径大小与圆周运动的半径大小r的关系的关系向心力大小向心力大小F向向与圆周运动的快慢（线速度与圆周运动的快慢（线速度v、角、角速度速度）的关系）的关系向心力演示仪向心力演示仪向心力演示仪向心力演示仪【实验现象实验现象实验现象实验现象】角速度角速度相同，半径相同，半径r相同，质量相同，质量m越大，向心力越大；越大，向心力越大；质量质量m相同，半径相同，半径r相同，角速度相同，角速度越大，向心力越大；越大，向心力越大；角速度角速度相同，质量相同，质量m相同，半径相同，半径r越大，向心力越大；越大，向心力越大；控制变量法控制变量法控制变量法控制变量法【可以证明

8、可以证明可以证明可以证明】匀速圆周运动所需的向心力的大小为：匀速圆周运动所需的向心力的大小为：式中式中m是运动物体的质量，是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，是运动物体转动的半径，是转动的角速度。是转动的角速度。式中式中v是物体圆周运动线速度的大小。是物体圆周运动线速度的大小。【讨论讨论讨论讨论】从从 看，好象看，好象F 跟跟r成正比，从成正比，从 看，好象看，好象F 跟跟r成反比。你如何认识这个问题？成反比。你如何认识这个问题？向心力公式：向心力公式：三、匀速圆周运动的加速度三、匀速圆周运动的加速度【说明说明说明说明】匀速圆周运动的加速度是由向心力产生的，其方向必定指匀速圆周运动的加速

9、度是由向心力产生的，其方向必定指向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向心加速度向心加速度向心加速度向心加速度。向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。向心加速度是变量，其方向是不断变化的。向心加速度是变量，其方向是不断变化的。向心加速度公式：向心加速度公式：说明：说明：向心力公式和向心加速度公式不仅对匀速圆周向心力公式和向心加速度公式不仅对匀速圆周运动适用，对于变速圆周运动也是适用的。运动适用，对于变速圆周运动也是适用的。例例1、关于向心力的说法中正确的是、关于向心力的说法中正确的是()A.物体受到合外

10、力指向圆心时物体做匀速圆周运动物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢运动的快慢ABCD例例2、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误、关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（的是（）A由由a=可知，可知，a与与r成

11、反比成反比 B由由a=可知，可知，a与与r成正比成正比 C由由v=r 知，当知，当恒定时恒定时V与与r成正比成正比 D由由=2n 可知，可知，与与n成正比成正比AB例例3、质量为、质量为m=1kg的物体相对转盘静止，随的物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动的角速度盘做匀速圆周运动的角速度=2rad/s,如果物如果物体到转盘圆心的距离为体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求物体受到的求物体受到的静摩擦力大小静摩擦力大小.O例例4、小球做、小球做圆锥摆圆锥摆运动时细绳长运动时细绳长L，与竖直方，与竖直方向成向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度角，求小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgTF小球受力：小球受力：竖直向下的重力竖直向下的重力G沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：L小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：即：即：R