高中物理必修二 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件20张PPT (2)

匀速圆周运动的向心力和向心加速度
地球公转
地球围绕太阳转
飞机拐弯
这些物体为什么会做圆周运动？
学生小实验
步骤一：拉住绳子一端，使小球在桌面上做匀速圆周运动。
观察与思考：
1 .小球为何做匀速圆周运动？
2 .小球受到哪些力作用？合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？这个力起什么作用？
3 .一旦线断或松手，结果如何？
O
受力分析：
O
结论： FN与G相抵消，所以合力为F
FN
G
F
结论：合外力指向圆心，与速度V
垂直,只改变速度的方向。
O
F
F
F
V
V
V
O
力与运动分析：
3 .向心力的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小.
讨论得到（概括）：
1 .作匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力；
2 .向心力的方向：与速度垂直，始终指向圆心（方向不断变化）；
步骤二：重做前面的小实验，自行改变实验条件，多做几次；
体验与猜测：
向心力大小可能与哪些因素有关？
一、向心力
作匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，我们把这个力叫做向心力
实验方法——控制变量法
1.F与m的关系（r、ω一定）
2.F与r的关系（m、ω一定）
3.F与ω的关系（r、m一定）
F ∝m
F ∝ r
F ∝ ω2
F = mrω2
向心力的大小：
F = mrω2
F = mv2/r
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
直线运动的速度变化量（体会加速度方向）
?v
v1
v2
?v
v1
v2
v1
v1
（１）、v1＝５m/s v2＝8 m/s
（2）、v1＝５m/s v2＝2 m/s
?V＝ v2- v1＝３m/s
?V＝ v2- v1＝－3m/s 方向与v1 v２反向
方向与v1 v２同向
回忆并思考：
二、向心加速度
平抛运动中速度的变化量（体会加速度方向）
A
VA
VB
B
?V
VA
VA
匀速圆周运动中速度的变化量
Ｂ
A
VA
VＢ
VA
VA
?v
VA
1、匀速圆周运动加速度的方向
做匀速圆周运动的物体，加速度指向圆心
所以匀速圆周运动加速度又称为向心加速度，是由向心力产生的加速度。
向心加速度的大小
2、匀速圆周运动向心加速度的大小：
a= = r?2 =r(2π/T)2 = v?
r
v2
３、匀速圆周运动向心加速度的物理意义：
描述速度方向变化快慢的物理量
根据牛顿第二定律：F=ma
三、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.
练习：
1、如图所示，Ｐ、Ｑ是做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线，表示Ｐ的是双曲线，Ｑ是过原点的直线，则( )
．
Ａ、质点Ｐ的线速度大小不变
Ｂ、质点Ｐ的角速度大小不变
Ｃ、质点Ｑ的角速度随半径变化
Ｄ、质点Ｑ的线速度大小不变
a
r
P
Q
A
2、如图所示在皮
带传动中，两轮半
径不等，下列说法
哪些是正确的? （ ）
A 两轮角速度相等
B 两轮边缘线速度的大小相等
C 大轮边缘一点的向心加速度大于小轮
边缘一点的向心加速度
D 同一轮上各点的向心加速度跟该点与中心的距离成正比
BD
3、如图所示皮带转动轮，大轮直径是小轮直径的２倍，A是大轮边缘上一点，B是小轮边缘上一点，C是大轮上一点，C到圆心O1的距离等于小轮半径。转动时皮带不打滑，则A、B、C三点的角速度之比ωA： ωB： ωC=________，向心加速度大小之比aA：aB：aC=________。
1:２:1
２:４:1