5.2向心力（第一課時）1.描述圓周運(yùn)動快慢的物理量有哪些?2.什么是勻速圓周運(yùn)動?線速度角速度周期如果物體沿著圓周運(yùn)動，并且線速度的大小處處相等，這種運(yùn)動叫作勻速圓周運(yùn)動。一個小球在細(xì)線牽引下，繞光滑桌面上的圖釘做圓周運(yùn)動1.想一想這個運(yùn)動是否是勻速圓周運(yùn)動?如何證明?2.做一做利用家里的條件試著做一下這個實(shí)驗(yàn)，a.可以用手代替圖釘感受一下繩上的力b.用剪刀將細(xì)線剪斷，觀察小球的運(yùn)動3.思考對小球受分析，使小球做勻速圓周運(yùn)動的力有何特點(diǎn)?指向圓心，改變小球的運(yùn)動方向一、向心力大量實(shí)例都表明:做勻速圓周運(yùn)動的物體所受的合力總指向圓心。這個指向圓心的合力就叫作向心力(Fn)。注意:F合=Fn1.向心力是指向圓心的合力。2.向心力是根據(jù)力的作用效果命名的。3.向心力方向:指向圓心與速度垂直，只改變速度的方向，不改變速度的大小。例:如圖所示，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動誰提供向心力?如圖:拉力和重力的合力提供物體做勻速圓周運(yùn)動的向心力。FTmgF合*當(dāng)質(zhì)量為m的物體以角速度ω、沿半徑為r的圓周做勻速圓周運(yùn)動時，需要多大的向心力F和哪些因素有關(guān)?1.感受與猜想通過感受發(fā)現(xiàn):做圓周運(yùn)動的物體所受向心力的大小與物體的質(zhì)量、速度、軌道半徑等因素有關(guān)系。當(dāng)質(zhì)量為m的物體以角速度ω、沿半徑為r的圓周做勻速圓周運(yùn)動時，需要多大的向心力F,和哪些因素有關(guān)?具體什么關(guān)系?2.實(shí)驗(yàn)探究>向心力演示器的構(gòu)造1勻速轉(zhuǎn)動手柄2和3變速塔輪4長槽、5短槽、6橫臂7彈簧測力套筒、8標(biāo)尺>原理勻速轉(zhuǎn)動手柄，使變速塔輪以及長槽、短槽和槽內(nèi)的小球隨之勻速轉(zhuǎn)動，使小球做勻速圓周運(yùn)動的向心力由橫臂的擋板對小球的壓力提供。球?qū)醢宓姆醋饔昧?，通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，根據(jù)標(biāo)尺上露出的紅白相間等分標(biāo)記，可以粗略計(jì)算出兩個球所需向心力的比值。皮帶繞在不同的塔輪上可以改變角速度。>實(shí)驗(yàn)方法及步驟(1)Fn與m關(guān)系

(控制r、ω不變)讓鋁球與鋼球的質(zhì)量之比為1:2。將鋁球和鋼球分別放在相同半徑處，皮帶套在兩個半徑相同的塔輪上(ω不變)，搖動手柄。觀察套桶露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小。(2)Fn與ω的關(guān)系

(控制m、r不變)將兩個質(zhì)量相同的小鋼球放在相同半徑處。皮帶套在兩個半徑為1:2的塔輪上(ω之比2:1)，轉(zhuǎn)動手柄。觀察套筒露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小。(3)Fn與r的關(guān)系

(控制m、ω不變)將兩個質(zhì)量相同的鋼球分別放在不同半徑處。皮帶套在兩個半徑相同的塔輪上(ω不變)，搖動手柄。觀察套筒露出標(biāo)度的格數(shù)，比較向心力的大小。通過更精確的實(shí)驗(yàn)可以得出控制不變的量實(shí)驗(yàn)結(jié)論1m、ωr越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝r2m、rω越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝ω2

3R、ωm越大，F(xiàn)n越大，F(xiàn)n∝m二、向心力的大小向心力的大小可以表示為:由:得由:得例題(課后練習(xí)3)如圖所示，一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,角速度是4rad/s。盤面上距圓盤中心0.10m的位置有一個質(zhì)量為0.10kg的小物體在隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動。(1)求小物體所受向心力的大小。(2)關(guān)于小物體所受的向心力，甲、乙兩人有不同意見:甲認(rèn)為該向心力等于圓盤對小物體的靜摩擦力，指向圓心;乙認(rèn)為小物體有向前運(yùn)動的趨勢,靜摩擦力方向和相對運(yùn)動趨勢方向相反，即向后，而不是和運(yùn)動方向垂直，因此心力不可能由靜摩擦力提供。你的意見是什么?說明理由。NFG(1)(2)甲的說法正確變速圓周運(yùn)動思考：向心力公式是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動推導(dǎo)出來的，它適用于變速圓周運(yùn)動嗎？

向心力公式是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動推導(dǎo)出的，但也適用于變速圓周運(yùn)動，只不過勻速圓周運(yùn)動是合力提供向心力，而變速圓周運(yùn)動的合力一般不指向圓心，合力在半徑方向上的分力Fn提供向心力。OFn

F合v物體做變速圓周運(yùn)動時：當(dāng)合外力與速度夾銳角時，物體線速度增加

當(dāng)合外力與速度夾鈍角時，物體線速度減小

物體做變速圓周運(yùn)動的受力條件：當(dāng)做圓周運(yùn)動的物體所受合力不指向圓心時，物體做變速圓周運(yùn)動。所需向心力由合力在半徑方向上的分力（或指向圓心方向的合力）提供。變速圓周運(yùn)動規(guī)律：【典例1】關(guān)于勻速圓周運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動，下列說法中正確的是(

)A．勻速圓周運(yùn)動受到的合力是恒力，而變速圓周運(yùn)動受到的合力是變力B．勻速圓周運(yùn)動受到的合力提供向心力，而變速圓周運(yùn)動受到的合力一般不等于向心力C．勻速圓周運(yùn)動的合外力指向圓心，而變速圓周運(yùn)動的合外力不一定指向圓心D．勻速圓周運(yùn)動和變速圓周運(yùn)動的向心力都指向圓心典例分析【正確答案】BCD【典例2】如圖所示，物塊P置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運(yùn)動，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說法正確的是(

)A．當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為a方向B．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為b方向C．當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為c方向D．當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，P受摩擦力方向可能為d方向典例分析【正確答案】BD【典例3】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一粗糙的半圓形槽，一個小球從槽上的A點(diǎn)由靜止釋放，在運(yùn)動到最低點(diǎn)B的過程中，下列說法正確的是(

)A．小球受到重力、支持力、摩擦力三個力的作用B．小球經(jīng)過AB的中點(diǎn)C點(diǎn)時所需向心力由重力、彈力、摩擦力的合力提供C．小球經(jīng)過AB的中點(diǎn)C點(diǎn)時所需向心力由重力沿半徑方向上的分力與支持力的合力提供D．小球到達(dá)B點(diǎn)時所需向心力是由重力、支持力兩個力提供典例分析【正確答案】ACD【典例4】質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千上，小孩離系繩子的橫梁2.5m。如果秋千板擺到最低點(diǎn)時，小孩運(yùn)動的速度大小是5m/s，求此時她對秋千板的壓力是多大？典例分析運(yùn)動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動，可以稱為一般曲線運(yùn)動。一般的曲線運(yùn)動r1r2研究方法：把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動時可以采用圓周運(yùn)動的分析方法進(jìn)行處理。方向：總是指向圓心，與速度方向垂直一、向心力定義：做圓周運(yùn)動的物體受到的指向圓心的合力作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小特點(diǎn)：是變力，可以是重力、彈力、摩擦力等性質(zhì)力，