(共18张PPT)
v
F
v
F
v
F
人
造
卫
星
绕
地
球
运
行
第五章
曲线运动
5.6
向心力
小球受到哪些力作用?
做匀速圆周运动的物体所受的力或合外力指向圆心。
观察与思考:
归纳:
绳子一端固定,使小球在光滑的桌面上做匀速圆周运动。
N
G
F
O
O
F
F
F
V
V
V
O
向心力
1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心方向的合力
2、特点:
1)
向心力方向总是指向圆心,
方向时刻在变化,是一个变力。
2)向心力与线速度方向垂直,只改变速度方向,不改变速度大小。
3)大小
由牛顿第二定律F=ma和向心加速度公式可推出
注意:
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中的某一个力,也可以是几个力的合力,还可以是某个力的分力。
(3)物体做匀速圆周运动时,由合力提供向心力。
受力分析时,
不能多出一个向心力。
r
θ
O
h
小球受到哪些力的作用?
向心力由什么力提供?
G
F合
F
分析得出:
向心力由拉力F和重力G的合力提供。
实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
小球受到哪些力的作用?
向心力由什么力提供?
想一想
r
θ
O
G
F合
F
结论:
向心力由拉力F和重力G的合力F合提供
实验
:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1、实验的基本原理?
从运动的角度求得Fn
;从受力的角度求得F合
;将Fn
和F合
进行比较
2、实验需要的器材?
钢球、细线、画有同心圆的木板、秒表、直尺
r
O'
O
θ
l
h
FT
G
F合
3、实验需要测量的数据有哪些?如何测量?
F合=mg
tanθ
小球所需向心力
Fn=m
v2
r
m?r?v?θ?
m、r、转n圈数所用时间t、h
物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动
Fn=
F合=
Ff
由小球受到的重力G、支持力FN、静摩擦力Ff三个力的合力提供。
即圆盘对木块的静摩擦力Ff
ω
O
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
O
小球受力分析:
轻绳拴一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源?
O
G
FN
F
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
F的合力提供。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
Fn=
F合=
F
G
Ff
FN
ω
讨论:物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力情况?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
二、变速圆周运动和一般曲线运动
1.阅读课本P21思考回答以下问题:
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?
做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动)
F
O
F
O
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。
r1
r2
2、处理一般曲线运动的方法:
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性质的力。
B
练习:
2、用细线拴住一质量不变的小球,做匀速圆周运动,下列说法中正确的是(
BC
)
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
3、甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周,乙转过3周.则它们的向心力之比为(
)
A.1∶4
B.2∶3
C.4∶9
D.9∶16
C
练习