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高中物理《向心力》公开课精品PPT课件_图文

向心力 方向始终指向圆心 做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心,这 个加速度称为向心加速度 an an 哪来的? 即an 是如何 产生的? 根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向 圆心的合力,这个合力叫做向心力。 1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的 指向圆心的合力,叫向心力。 2、符号:Fn 因为在运动方向上 向心力是不是一 种新的力?即受 所受3的、合方外向力:为0始, 终指向圆心(与v 垂直力分);析是时变向力心力 这个方向上的加速 是不是与重力、 度大也小4为不、变0,效所,只果以改速:变度只速改变v 的方向,不改弹样变力要v、画的摩出大擦来小力?。一 度方向。 5、大小:F合=Fn F合=man an = v2 r Fn=m v2 r Fn=mω2r F引 O F合=F引 =Fn 在匀速圆周运动中,合力提供向心力 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动 竖直方向上N=G, 故T即为合力 N T O G F合=T =Fn 在匀速圆周运动中,合力提供向心力 思考: 小球受到哪些 力的作用? 向心力由什么 力提供? θ T 结论: 向心力由重力G和弹力T的 合力提供 G F合O r 滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时; 向心力由什么力提供? f N G 在匀速圆周运动中, 合力提供向心力 1、向心力是按照效果命名的力,并不是物体额 外受到的一个力;受力分析时, 不能多出一个 向心力。 2、向心力的来源:物体所受的合力提供了物体 做匀速圆周运动所需的向心力。(可以是重力、 弹力、摩擦力等各种性质力的合力) F合=Fn 在匀速圆周运动中,合力提供向心力 方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力 作用效果:只改变速度的方向 向 心 力 大小 Fn=m v2 r Fn=mω2r Fn =m 4π2 T2 r 来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中) 几种常见的圆周运动 O θ l T m F合 O' ω mg F合=mg tanθ 飞机在水平面内盘旋 F升 θ r m θ F合 O ω mg 竖直方向:Tcosθ=mg 水平方向:F合=Tsinθ F合 =Fn=Tsinθ=mω2l sinθ 竖直方向:F升 cosθ=mg 水平方向:F合=F升 sinθ F合 =Fn=F升 sinθ=mω2r 说明 分析向心力来源的步骤: 1、确定物体做圆周运动的轨道所在的平面。 2、找出轨道圆心的位置。 3、对做圆周运动的物体进行受力分析。 4、找出指向圆心方向的合外力。(向心力) 重点:等式右边的向心力公式是确定的,解题关键 是通过受力分析找到等式左边物体所受的合外力。 N m θr F合O θω mg 竖直方向:N cosθ=mg 水平方向:F合=mω2 R sinθ 竖直方向:N cosθ=mg 水平方向:F合 =mω2r N R θ O m F合 O' mg ω F合=mg tanθ 物体相对转盘静止, 随盘做匀速圆周运动 N 谁静提摩供擦向力 指心向力圆?心 r f静 ω mg 竖直方向:N=mg 水平方向:F合=f静=mω2r 回顾:A、B一起向左加 速,分析A的受力情况。 a f静 A F B v O f静 匀速圆周运动所受的合力提供向心力,方向始终指向圆心;如果一个沿圆周 运动的物体所受的合力不指向圆心,还能做匀速圆周运动吗? 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时,物体做变速圆周运动。 变 速 Ft v v 圆 周 F合 Ft Fn O速度增大的 圆周运动 Fn F合 速O 度减小的 圆周运动 运 产生切向加速度,改变速度的大小 动 切向力Ft :垂直半径方向的合力 向心力Fn :沿着半径(或指向圆心)的合力 产生向心加速度,改变速度的方向 匀速圆周运动 N F G 变速圆周运动 Ft v F合 Fn O 合力全部 提 供向心力 合力部分 提 供向心力 一 运动轨迹既不是直线也不是圆周 的曲线运动称为一般曲线运动。 般 一般曲线运动 曲 线 各个地方的弯 r2 曲程度不一样, 如何研究? 运 r1 动 把一般曲线分割为许多极短的小段,每一段都 可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不 一样,表明它们具有不同的曲率半径。在分析 质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周 运动的分析方法进行处理。 方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力 向 心 力 作用效果:只改变速度的方向 Fn=m v2 r 大小 Fn=mω2r Fn =m 4π2 T2 r 来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中) 向心力的分析思路 1、确定研究对象 2、确定圆周运动所在的平面、轨 迹、圆心、半径 3、按序分析受力 指向圆心的合力即向心力 例与练 1.关于圆周运动的合力,下列说法中正确的 是 ( BD) A.圆周运动的合力方向一定指向圆心 B.匀速圆周运动的合力方向一定指向圆心 C.匀速圆周运动的合力一定不变 D.匀速圆周运动的合力大小一定不变 匀速圆周运动的物体速度大小不变,速度 方向不断变化。匀速圆周运动向心力只改变 物体速度方向,不改变物体速度大小。 例与练 2.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,在相等时间里 甲转过60°,乙转过45°,则它们的合力之比为 ( ) D A. 1:4 B.2:3 C.8:9 D.4:9 ? ?甲 ? ??甲 ? 4 ?乙 ??乙 3 ? F甲 ? m甲 ? (?甲 )2 ? r甲 ? 4 F乙 m乙 ?乙 r乙 9 例与练 8. 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的角速度ω。 O’ 解析