1、向心力与向心加速度,物理必修2第2章第2节,地球公转,地球围绕太阳转,花样滑冰,链球运动,飞机拐弯,这些物体为什么会做圆周运动？,提问：什么是匀速圆 周运动?“匀速”的含义是什么？,讨论：那么物体所受的外力沿什么方向？加速度又怎样呢？,匀速圆周运动是变加速曲线运动,变加速曲线运动,运动状态改变,一定受到外力,一定存在加速度,(1)图661中的地球受到什么力的作用?这个力可能沿什么方向?(2)图6.62中的小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向?,轻绳拴一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。,绳拉小球,学生小实验1,O,受力分析：,结论： FN与G相抵消，所以合力为F,O,F,F,F,V,
2、V,V,O,力与运动分析：,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。,2.特点：方向始终与V垂直，指向圆心。,是变力,一.向心力,方向时刻发生变化，,例,弯道跑技术,【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】,小球在空中做匀速圆周运动,汽车在倾斜路面上转弯,【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】,汽车在水平路面上转弯,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,F向=F合=Ff,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,G,FN,Ff,小球受到哪些力的作用？,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,G,F,F合,r,小球受到哪些力的作用？,
3、向心力由拉力F和重力G的合力提供。,向心力由什么力提供？,想一想,几个典型的匀速圆周运动,玻璃球沿碗壁做匀速圆周运动,几个典型的匀速圆周运动,卫 星 绕 地 球 运 行,V,F,( b ),几个典型的匀速圆周运动,光滑桌面上转动的小球-弹力,随圆盘匀速转动的物体-摩擦力,卫星绕地球运动-万有引力,圆锥摆-重力和弹力的合力,注意：,1、向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。,2、向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。,【关于向心力的几点说明】,1.向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以是某个力，还可以是某个力的
4、分力。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。 2.向心力的作用效果只改变圆周运动的方向，而不改变速度的大小。 3.向心力是变力。虽然向心力的大小不变但其方向时刻改变，故匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动。,【课堂练习】,请分析以下圆周运动的向心力的来源。,学生小实验2,重做前面的小实验，自行改变实验条件，多做几次；,介绍向心力演示器,1、构造：塔轮，长槽，短槽，弹簧测力套筒，标尺等。2、使用方法：引导学生阅读P28的实验与探究3、实验方法控制变量法,演示实验,向心力大小的实验,向心力演示仪,【实验现象】 角速度相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大； 角速
5、度相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大； 质量m相同，半径r相同，角速度越大，向心力越大；,控制变量法,第二节 向心力与向心加速度,实验过程,F1=2F2,F1=2F2,F1=F2/4,结论：,（1） m,一定时，,（3） m，r一定时，,F,F,（2） r,一定时，,F,即：,r,m,2,向心力的大小：,F = mr2,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,练一练,BC,（答案：24牛）,3、质量为m=1kg的物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动的角速度=2rad/s,如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求物体受到的静摩擦力大小.,G
6、,FN,Ff,4、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度。,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：,L,小球做圆周运动的半径,由牛顿第二定律：,即：,下面我们要从加速度的定义a= v/t进行一般性的讨论,速度的变化量,1、如果初速度v1和末速度v2在同一方向上，如何表示速度的变化量v? v是矢量还是标量？,甲,V1,V,V2,（1）v1 v2 （如图乙）,2、如果初速度v1和末速度v2不在同一直线上，如何表示速度的变化量v?,曲线运动中的速度变化量：,速度的变化量v与初速度v1和末速度v2的关系：从同一点作出物体在
7、一段时间的始末两个速度的矢量v1和v 2，从初速度矢量v1的末端作一个矢量v至末速度矢量v2的末端，矢量v就等于速度的变化量。,速度的变化量,探究：设质点沿半径为r的圆周运动，某时刻位于A点，速度为VA，经过时间t后位于B点，速度为VB，质点速度的变化量沿什么方向？,注意：,1、 VA 、VB的长度是否一样？,2、VA平移时注意什么？,3、v/t表示什么？,4、v与圆的半径平行吗？在什么条件下，v与圆的半径平行？,结论：当t很小很小时，v指向圆心,二、向心加速度,r,1、做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心这个加速度称为向心加速度,v,V,L,r,a= v/t,V = L /t,思考：从公式a=
8、v2/r看,向心加速度与圆周运动的半径成反比；从公式a=rw2看，向心加速度与半径成正比，这两个结论是否矛盾？,1)在y=kx这个关系式中，说y与x成正比，前提是什么？,2)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的 半径不一样，它们的边缘上有三个点A、B、C。其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径 成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径 成反比”？,三、课堂练习,1、下列关于向心加速度的说法中，正确的是( )A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不变C.在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D.在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化,2、一个拖拉机后轮直径是前轮直径的2倍，当前进且不打滑时，前轮边缘上某点A的线速度与后轮边缘上某点B的线速度之比VA：VB=_， 角速度之比A：B=_， 向心加速度之比aA：aB=_。,
