鲁科版_必修2_ 第4章 匀速圆周运动 _ 第2节 向心力与向心加速度课件22张PPT (1)

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第2节 向心力与向心加速度
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知识回顾：
做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？
加速度又怎样呢？
思考
(1)什么是匀速圆周运动?
(2)“匀速”的含义是什么？
匀速圆周运动是变速
曲线运动
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2.合力有何特点？
1.小球受哪几个力的作用？
思考
迷你实验室 P71
N
G
T
此时合力就是绳子的拉力F，始终指向圆心
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一、向心力
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。
方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直
·
F
v
O
F
v
F
v
效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小
来源：由Fr提供向心力， 即F向=Fr
向心力是根据效果命名的，故受力分析时向心力不存在。
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思考
那么向心力是不是等同于合力呢？
即F向 = Fr
= F合
？
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思考
小球受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
小球做匀速圆周摆运动
r
θ
O
F
G
F合
F向=Fr =F合
在匀速圆周运动中，向心力就是合力
O
*
小球做非匀圆周运动的单摆运动
向心力由什么力提供？
小球受到哪些力的作用？
思考
O
F
G
在非匀圆周运动中，由合力的一部分提供向心力
G1
G2
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VA
F合
匀速圆周运动
VA
F合
非匀速圆周运动
Fr
Ft
向心力由合力全部提供
Ft改变速度大小
Fr改变速度方向
F合只改变速度方向
不改变速度大小
向心力由合力的一部分提供
总之，圆周运动的向心力由Fr提供！F向= Fr
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说一说：
各图匀圆运动中向心力是由谁提供的？
F向=Fr =F合=N
F向=Fr =F合
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影响向心力大小的相关因素
（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？
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（2）演示实验：用向心力演示器演示
小球做匀速圆周运动时，F向=Fr =F合=F支持
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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
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向心加速度(a向)
方向：
始终指向圆心
物理意义：描述线速度方向变化的快慢
例题1：一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m/s的速率运动，求：
(1)所需向心力为多大?
?
?
?
(2)向心加速度为多大?
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例题2: 质量为m小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动向心加速度a向和角速度ω
O’
O
mg
T
F
小球受力：
竖直向下的重力G
沿绳方向的拉力T
小球的向心力：
由T和G的合力提供
解析：
θ
L
小球做圆周运动的半径:
由牛顿第二定律：
R
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1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（ ）
A．向心加速度 B．线速度
C．向心力 D．角速度
D
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BCD
2.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
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3．在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为
m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动．下列
说法中正确的是( 　　)
A．l、ω不变，m越大线越易被拉断
B．m、v不变，l越小线越易被拉断
C．m、l不变，ω越大线越易被拉断
D．m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变
ABC
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4．对于向心加速度公式的理解，下列说法正确的
是( 　　)
A．当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比
B．当线速度一定时，向心加速度与运动半径成正比
C．当匀速圆周运动的半径一定时，向心加速度的大
小与角速度的平方成正比
D．当匀速圆周运动的半径一定时，向心加速度的大
小与线速度的平方成正比
ACD
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5.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=6400km，cos31°=0.86）
A
O
R
r
分析：首先应明确物体做匀速圆周运动；再确定圆周轨迹、圆心及半径。
解：物体随地球自转的角速度
ω =2π/T
O’
圆周半径r=R ? cos31°
∴a=rω2
= R ? cos31°?(2π/T) 2
代入数据可得a=2.9×10-2m/s2
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1. 向心力
2. 向心加速度
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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。