5.6 向心力 17张PPT

第六节： 向心力
2、方向：
1、定义：
一、向心力
做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的，这个力叫做向心力。
总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。
二、向心力的大小
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
F合=mgtanθ
G
F
F合
Fn=mω2r
问题讨论
1、如何测量tanθ?
2、如何测量ω？
3、如何测量半径？
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
图1
细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动（如图1），随即手与钢球分离。
2.测量仪器
小球质量——
匀速圆周运动周期——
悬挂点到圆心竖直高度 ——
天平
秒表
刻度尺
匀速圆周运动半径——
刻度尺
3.问题讨论
（1）、本实验是否一定要测量 小球质量与圆周半径？
（2）、如何测出竖直高度？
4．结果：
比较上述向心力F和合力F，得出实验结论。
轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？
O
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
F向= F合= F
物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
F向= F合= Ff
由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。
即圆盘对木块的静摩擦力Ff
G
FN
Ff
小球向心力的来源?
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
ω
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
F合＝mg tanθ
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
总结：
⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。
⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。
FN
三、变速圆周运动和一般曲线运动

⑴ 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？
Fn
Ft
at
改变速度的大小
改变速度的方向
Fn
Ft
an
a起着改变速度大小、方向的作用
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。
2、处理一般曲线运动的方法：
匀速圆周运动：
非匀速圆周运动：
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的 力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。
物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
小结
例1：关于向心力说法中正确的是（ ）
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；
B、向心力不改变速度的大小；
C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；
D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力
B
练习
2、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中
正确的是（ ）
A.在线速度一定情况下，线越长越易断
B.在线速度一定情况下，线越短越易断
C.在角速度一定情况下，线越长越易断
D.在角速度一定情况下，线越短越易断
BC
3.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成θ角，则以下正确的是
A.摆球受重力、拉力和向心力的作用
B.摆球只受重力、拉力的作用
C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanθ
BCD