课件29张PPT。1第2节 向心力与向心加速度21.理解向心力的概念、公式、物理意义及研究圆周运动的方法。2.掌握变速圆周运动的特点及能够通过受力分析寻找向心力。3.理解向心加速度的概念、公式及物理意义，能够应用向心加速度分析问题、解决问题。4.体会牛顿第二定律在圆周运动中的应用。34物体的运动性质是由什么决定的？F合恒定与v同向曲线运动F合恒定与v反向直线运动锐角钝角垂直静止匀速52.合外力有何特点？1.小球受哪几个力的作用？思考自我动手小实验小球受到三个外力作用，即重力G、桌面支持力N和绳子的拉力F，合力就是绳子的拉力F，始终指向圆心。6一、向心力及其方向定义:做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心等效力的作用，这个力叫做向心力。特点：始终指向圆心，总是与运动方向垂直。效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。思考向心力是不是等同于合外力呢？7竖直方向上N＝G，故T 即为合力F合＝T＝Fn在匀速圆周运动中，合力提供向心力轻绳拴一小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动8思考小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？结论:向心力由重力G和弹力T的合力提供9滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动在匀速圆周运动中，合力提供向心力向心力由什么力提供？思考10理论分析：
若物体做匀速圆周运动，其速度大小不变，方向时刻变
化，则合外力必须始终指向圆心，完全提供向心力。
若物体做非匀速圆周运动，其速度大小变化，方向也时
刻变化，则合外力必须有沿圆周切线方向的分力来改变
速度大小，同时有沿径向方向的分力充当向心力改变速
度方向，故合外力不指向圆心，也不等同于向心力。11vAF合匀速圆周运动vAF合非匀速圆周运动向心力=合外力Fτ改变速度大小Fn改变速度方向F合即Fn只改变速度方向不改变速度大小向心力 合外力12可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某几个力的分力，或几个力的合力所提供。向心力是根据效果命名的，故受力分析时向心力不存在。二、向心力来源说一说：各图情景中向心力是由谁提供的？13向心力大小（1）体验向心力的大小猜想：向心力的大小可能与
有关质量、半径、角速度思考：向心力的大小与哪些因素有关？14标尺长槽短槽变速塔轮挡板手柄向心力演示仪15（2）演示实验：用向心力演示器演示构造：变速塔轮、长槽、短槽、弹簧测力套筒、标尺等。16控制变量法①保持r、ω一定②保持m、ω一定③保持r、m一定实验表明：结论：m越大，F向越大结论：r越大，F向越大结论：ω越大，F向越大17BCD例1：关于向心力，下列说法正确的是（ ）
A.物体只有受到向心力的作用才可能做圆周运动
B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的
C.做匀速圆周运动的物体，受到的合外力完全充当向心力
D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动速度的大小18 三、向心加速度向心力公式: F向 = F合= mrω2根据牛顿第二定律: F合= ma 由牛顿第二定律推导大小：方向：始终指向圆心物理意义：描述线速度方向变化的快慢19对于匀速圆周运动，合外力和向心加速度大小恒定，方向
时刻变化。对于非匀速圆周运动，线速度大小变化，可知
向心加速度大小也变化，但仍适用向心力和向心加速度公
式，不过速度指的是瞬时速度。vAan匀速圆周运动vAa非匀速圆周运动aτaτ描述速度大小改变快慢an描述速度方向变化快慢an描述速度方向变化的快慢20例2：上海在北纬31°，求上海所在处物体绕地轴做圆周运动的向心加速度是多大？（设地球半径R=6 400 km，cos31°=0.86）AORr分析：首先应明确物体做匀速圆周运动，再确定圆周运动轨迹、圆心及半径。解：物体随地球自转的角速度
ω =2π/TO′圆周半径r=R ? cos31°所以a=rω2
= R ? cos31°?(2π/T)2代入数据可得a=2.9×10-2m/s2211.一小球在竖直光滑的圆形轨道内做圆周运动，关于其
所受到的向心力，下列说法中正确的是（ ）A.一定指向圆心
B.一定不指向圆心
C.只有在轨道的最高点和最低点指向圆心
D.以上说法都不正确【解析】选A.根据向心力的定义,不管是匀速圆周运动,还是非匀速圆周运动,向心力都一直指向圆心。故只有选项A正确。A222．（2012·汶上模拟）关于向心力的下列说法中正确的
是 ( )
A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的
C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力
D．做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力AD【解析】选AD.向心力都一直指向圆心，所以不改变速度大小，只改变速度方向，因为向心力方向时刻改变所以B错。只有做匀速圆周运动的物体才是合力提供向心力，故只有选项AD正确。23【解析】设运动员的重心到单杠的距离为R，在最低点的最小速度为v，则有3.质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环”，用一
只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动．此
过程中，运动员到达最低点时手臂受的拉力至少约为
(忽略空气阻力，g＝10 m/s2)( )
A．600 N B．2400 N
C．3000 N D．3600 N由以上二式联立并代入数据解得F＝3 000 N.对运动员：C244.如视频所示，在双人花样滑冰运动中，可看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，问该女运动员受到的拉力及向心加速度？2526即：竖直方向上：水平方向上：即：可得：【解析】女运动员做圆锥摆运动，对女运动员受力分析可知27 5.如图当圆筒高速旋转时，滑块可能在圆筒内壁上和接触点保持相对静止,
（1）试分析滑块的受力情况。Gf静N N=mrω2f静=mgμN=mgμmrω2 =mg（2）人恰好不掉下（2）人恰好不掉下，求ω的最小值？【解析】（1）281. 向心力2. 向心加速度29不要去想还没来到的事情，你只需本分地一步一步往前走，你将会走得轻松愉快。
