教科版（2019）必修 第二册 第二章 匀速圆周运动2.2匀速圆周运动的向心力和向心加速度PPT (共17张PPT)

(共17张PPT)
运动形式
F合=0
匀速直线运动
F合与V共线
变速直线运动
F合、V不共线
曲线运动
匀速圆周运动
合外力
3、松手后，将会看到什么现象？
2、合外力有何特点？
1、小球受哪几个力的作用？
活动 感受向心力
思考讨论：
O
O
结论： 合力为绳的拉力F，指向圆心
FN
G
F
小球受力分析：
思考： 做匀速圆周运动的物体，是否都受到指向圆心的力的作用呢？
理论分析
F∥改变速度的大小
力是改变物体运动状态的原因；
V
F
F⊥
F∥
F⊥改变速度的方向
V
F⊥
V
F⊥
匀速圆周运动
速度大小不变
速度方向改变
F∥=0
F ⊥ ≠ 0
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。
3. 效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小.
一、向心力
1.定义：做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 . 方向：与速度方向垂直，始终指向圆心（方向不断变化，向心力是变力）
【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】
【说明】
向心力是由某个力充当的，可以是弹力、摩擦力、重力…. 向心力是按效果命名的力。
F静
F万
【说明】
向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以是某个力，还可以是某个力的分力。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。
F弹
G
【课堂练习】
请分析以下匀速圆周运动的向心力的来源。
【实验探究】影响向心力大小的因素
⑴增大角速度ω，体验手的拉力；
⑵增大旋转半径r，体验手的拉力；
⑶增大小球质量m，体验手的拉力；
【体验与交流】
⑴角速度ω越大，手的拉力越大；
⑵旋转半径r越大，手的拉力越大；
⑶小球质量m越大，手的拉力越大。
二、向心力的大小
向心力演示仪
【实验现象】
⑴角速度ω相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大；
⑵角速度ω相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大；
⑶质量m相同，半径r相同，角速度ω越大，向心力越大；
——控制变量法
【精确实验证明】
匀速圆周运动所需的向心力的大小为：
【讨论】
从 看，好象F 跟r成正比，从 看，好象F 跟r成反比。他们相互矛盾吗？
Fn＝mrω2=mv2/r
=4π2mr/T2=4π2mrf2
例1：线的一端系一个重物，手执线的另一端，使重物在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。线长易断，还是线短易断？为什么？如果重物运动时系线被桌上的一个钉子挡住，随后重物以不变的速率在系线的牵引下绕钉子做圆周运动。系线碰钉子时，是钉子离重物越远线易断，还是离重物越近线易断？为什么？
例2： 一个做匀速圆周运动的物体，如果保持半径不变，使每秒转速增加到原来的2倍所需向心力就比原来大3N，则物体原来的向心力为多大？
答：1N
三、向心加速度
1、概念：向心力产生的加速度
2、方向：总是指向圆心，时刻变化是一个变加速度
4、意义：
匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动
3、大小：
描述匀速圆周运动线速度变化快慢的物理量
描述匀速圆周运动线速度方向变化快慢的物理量
描述圆周运动线速度变化快慢的物理量
描述圆周运动线速度方向变化快慢的物理量
√
√
√
×
课本29页发展空间：向心加速度的理论推导
四、匀速圆周运动的解题关键方程：
五、变速圆周运动的解题关键方程：
例3：传送带装置上A、B、C三点向心加速度大小比值
（rB=2rA=2rC）
A
C
B