2.2 向心力与向心加速度 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册(共15张PPT)

(共15张PPT)
2.2 向心力与向心加速度
由牛顿第一定律可知,力是改变物体运动状态的原因，物体做匀速圆周运动时的速度方向时刻在改变,即其运动状态在不断变化,这一过程中物体的受力情况有什么特点
感受向心力
感受向心力
如图2-2-1所示,绳的一端系一小球,另一端用手固定,让小球在近似光滑的桌面上做匀速圆周运动。
(3)松手后，小球还能继续做圆周运动吗
(1)此时牵绳的手有什么感觉
(2)小球受到的合外力方向如何变化
受力分析
结论： FN与G相抵消，所以合力为拉力T
G
T
FN
O
F
F
F
V
V
V
O
力与运动分析：（俯视图）
结论：做匀速圆周运动的物体，合外力方向指向圆心，与速度V的方向垂直,只改变速度的方向。不改变线速度的大小
1.定义：物体做匀速圆周运动时所受合外力的方向始终指向轨迹的圆心,这个指向圆心的合外力称为向心力
2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。
向心力（效果力）
方向时刻发生变化，是变力
O
F
F
F
V
V
V
O
注意：
1、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，或几个力的合力所提供。
2、向心力是根据力的作用效果来命名的，受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。
向心力是根据力的作用效果来命名的,它可以由不同性质的力如弹力、重力、摩擦力等提供,也可以由某一力的分力或某些力的合力提供.
例如,旋转圆桌上的杯子由静摩擦力提供向心力,如图2-2-2所示;
游乐场里的旋转秋千,由重力和吊绳拉力的合力提供向心力,如图2-2-3所示
圆周运动
O
O
FN
G
F
匀速圆周运动
（特征：水平圆周轨迹）
非匀速圆周运动
（特征：竖直圆周轨迹）
匀速圆周运动
非匀速圆周运动
圆周运动
合外力由向心力提供
合外力由非向心力提供
G
T
F合
实验2
1、构造：塔轮，长槽，短槽，弹簧测力套筒，标尺等。
2、使用方法：引导学生探索研究
3、实验方法——控制变量法
利用向心力演示器(如图2-2-4所示),定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度的大小和运动半径之间的关系
实验过程
m，r一定 1= 2/2
m, 一定 r1=2r2
r, 一定 m1 =2 m2
F1=2F2
F1=2F2
F1=F2/4
结论：
（2） m, 一定时，
（1） m，r一定时，
F
F
（3） r, 一定时，
F
即：

r


m

2
向心力的大小：
F = mω2r
角速度一定时,向心力与半径成正比
线速度一定时,向心力与半径成反比
代入式，得
1、向心加速度即向心力产生的加速度，只是描述线速度方向变化的快慢。
大小：
向心力加速度
方向： 与向心力方向一致，即总指向圆心。
2、匀速圆周运动的性质：加速度大小不变，方向时刻改变，是变加速曲线运动
是变加速运动
总结
一、 向心力：
⑴ 大小：
⑵ 方向： 沿半径指向圆心。是变力。
⑶ 特点： F ⊥ V , 方向不断变化。
⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力的合力。
二、 向心加速度:
⑴ 大小:
⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断变化，是 变加速运动。
⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。