匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件20张PPT

2.2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
第二章 匀速圆周运动
鞭炮为什么会做圆周运动？
小球受哪些力？合外力有何特点？
想一想
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。
看一看
O
G
FN
F
小球受力分析：
O
FN与G相抵消，所以合力为F
O
F
F
F
V
V
V
O
小球受力分析：
结论：做匀速圆周运动的小球，合外力指向圆心，与速度V垂直.
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力，叫向心力。
一.向心力
2.特点：方向始终与 垂直，指向圆心。
是变力
方向时刻发生变化，
3.作用效果:
只改变 的方向,不改变 的大小
O
F
F
F
V
V
V
O
为什么？
①转盘
木块做圆周运动所需向心力：
由圆盘对木块的静摩擦力 f提供
ω
O
G
FN
Ff
4.常见匀速圆周运动向心力的来源分析
②圆筒
③圆锥摆运动
T2
T
G
F合
T
G
T1
O
O
【结论】
向心力是按效果命名的力，它可以是某个力，也可以是某个力的分力，还可以是几个力的合力。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。
1.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；
二、向心力的大小
2.猜想：向心力大小可能与 _________________ 有关
质量、
半径、
角速度
3.演示实验：用向心力演示器演示
方法:控制变量法
1.F与m的关系
保持r、ω一定
保持r、m一定
2.F与r的关系
保持m、ω一定
3.F与ω的关系
转动手柄
变速塔轮
变速塔轮
长槽
短槽
横臂挡板
弹簧测力套筒
标尺
演示器构造
匀
速
圆
周
运
动
G
FN
F?
F
介绍: 向心力演示仪
向心力演示仪
【实验结论】
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
结论
精确的研究表明：
物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。
公式：

【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？
例、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
即学即练
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：
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
√
课 堂 小 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。
或：F=m
v2
r
F=mrω2
二. 向心加速度:
⑴ 大小: a = rω2 或 a =
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。
v2
r
课堂练习
1、关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A、匀速圆周运动是一种匀速运动
B、匀速圆周运动是一种匀变速运动
C、匀速圆周运动是一种变加速运动
D、物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的大小
CD
2、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
板书设计
一、 向心力：
⑴ 定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力
（2） 特点：方向始终与速度垂直，指向圆心，方向时刻发生变化，是变力。
⑵ 大小： F＝m rω2 或

⑷ 来源： 重力、弹力、摩擦力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。
二. 向心加速度:
⑴ 产生：向心加速度由向心力产生。
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: 是描述速度方向变化快慢的物理量

（4）大小： 或