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

鲁科版高中物理必修二
向心力与向心加速度
第四章第二节
试
一
试
手不碰小球的情况下，能否让小球跨过障碍物移动到盒子中？
实验仪器：杯子，小球
2.合外力是谁？有何特点？
3、如果突然松开手了，小球还会做匀速圆周运动吗
1.小球受哪几个力的作用？
想一想
自我动手小实验
O
G
N
T
竖直方向上N＝G，故T 即为合力
轻绳栓一小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动
v
F
v
F
v
F
一、向心力
1.定义:做圆周运动的物体会受到一个始终指向圆心的等效力的作用，这个力叫做向心力。
2.方向：始终指向圆心，总是与速度方向垂直
3、效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小
思考
向心力对物体的运动产生怎样效果？
木块相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
几个典型的匀速圆周运动的向心力来源
ω
G
FN
Ff
木块受到哪些力的作用？
木块做圆周运动所需向心力由什么力提供？
想一想
几个典型的匀速圆周运动
圆锥摆做匀速圆周运动
女运动员受到哪几个力？
谁提供向心力？
O
学以致用
想想课前我们做的小实验，你能解释快速做圆周运动的小球为什么不会掉下来吗？（忽略摩擦）
学生小实验
体验：重做前面的小实验，自行改变实验条件，多做几次:
猜测：
向心力大小可能与哪些因素有关？
学生小实验
猜测：
向心力大小可能与哪些因素有关？
向心力大小:小球质量、转动速度、转动半径
1、F与m的关系
保持r、ω一定
保持ω 、m一定
3、F与ω 的关系
保持m、 r一定
2、F与r的关系
思想：控制变量法
演示实验：向心力大小的实验（研究F与m、 ω 、r的关系）
实验装置：如右图
实验方法：控制变量法
标尺
长槽
短槽
挡板
手柄
变速塔轮
1、F与m的关系
保持r、ω一定
保持ω 、m一定
3、F与ω 的关系
保持m、 r一定
2、F与r的关系
m大，F也大
ω 大，F也大
r大，F也大
结论:
精确实验证明:
物体做圆周运动，需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。
根据 推导向心力的另一表达式：
公式1：
F＝mrω2
公式2：
（1）向心加速度方向如何？
（3）怎样推导向心加速度的公式？
（2）加速度是描述速度变化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？
思考？
向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量
向心加速度由向心力产生，据牛顿运动定律知道，这个加速度的方向与向心力的方向相同
二、向心加速度
推导: 向心加速度的大小
根据牛顿第二定律: F合= m a
或
二、 向心加速度:

⑴ 大小: a = rω2 或

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。
学以致用
在反斗转盘游戏挑战中，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动。转动的角速度为ω，挑战选手质量为M，在随盘转动的过程中挑战选手可看作质点，求：若挑战者能与圆盘一起转动，那么挑战者所受到的静摩擦力多大？
课 堂 小 结
或:F=m
v2
r
F=mrω2
a=
v2
r
二、 向心加速度:
⑴ 大小: a = rω2 或
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。
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、摩擦力或几个力沿半径方向的合力