1、第二節(jié)向心力,第二章圓周運動,復(fù)習(xí)提問,什么是勻速圓周運動?“勻速”的含義是什么？,那么做勻速圓周運動物體所受的外力有何特點？加速度又怎樣呢？,勻速圓周運動是變速曲線運動,變速曲線運動,運動狀態(tài)改變,合外力一定不為零,一定存在加速度,觀察：做圓周運動的物體有什么特點,飛機(jī)拐彎,花樣溜冰,鏈球運動,小球受哪些力？合外力有何特點？,想一想,輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運動。,看一看,一、認(rèn)識向心力,G,FN,F,小球受力分析：,O,FN與G相抵消，所以合力為F,分析：繩子對球有指向圓心的力,合力,O,F,F,F,V,V,V,O,小球受力分析：,結(jié)論：做勻速圓運動的小球，合外力指向圓心，,與

2、速度v垂直,2、向心力的方向：,3、向心力的來源：,向心力不是一種特殊的力，它可能是重力或彈力或摩擦力，或者是某個力的分力，還可能是它們的合力。,沿半徑指向圓心，即垂直于質(zhì)點的運動方向,1、向心力定義：,做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力。,方向時刻發(fā)生變化，是變力。,向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，受力分析時不要把向心力當(dāng)作一個獨立的力。,注意：,4、向心力的作用效果:,只改變v的方向,不改變v的大小,為什么？,因為在運動方向上所受的合外力為0，這個方向上的加速度也為0，所以速度大小不變，只改變速度方向。,5、向心力大?。?（1）體驗向心力的大小,猜想：向心力大小可能與

3、_有關(guān),物體質(zhì)量、,軌道半徑、,運動快慢,（2）演示實驗：用向心力演示器演示（點擊按鈕演示）,方法:控制變量法,1.F與m的關(guān)系,保持r、一定,保持r、m一定,2.F與r的關(guān)系,保持m、一定,3.F與的關(guān)系,1、r、一定，F(xiàn)與m成正比,2、m、一定，F(xiàn)與r成正比,3、r、m一定，F(xiàn)與2成正比,結(jié)論：向心力F的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系,說明：質(zhì)量為m的質(zhì)點，在半徑為r的圓周上做勻速圓周運動，線速度為v，角速度為，所需向心力的大小為F,根據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式,（2）加速度是描述速度變化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？,向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量

4、。,（3）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？,二、向心加速度,（1）向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？,向心加速度是由向心力產(chǎn)生的，根據(jù)牛頓運動定律得到，這個加速度的方向與向心力的方向相同。,向心力公式:F向=F合=mr2,推導(dǎo):,根據(jù)牛頓第二定律:F合=ma,或,a與r究竟是成正比呢，還是成反比？,想一想,1、向心加速度的大小,v1,v2,v,v,v1,v2,v,v1,v2,特點：物體的速度變化量是從初速度的末端指向末速度末端的矢量。,復(fù)習(xí)回顧,v的方向與加速度的方向相同,2、向心加速度和速度變化量方向：,A,t,B,vB,vA,o,如果t非常小。,o,v沿半徑方向，指向圓心。,a沿半徑方向，指向圓心。

5、,注意：勻速圓周運動不僅是變速曲線運動，而且是非勻變速曲線運動。,向心加速度方向：,沿半徑指向圓心,課堂小結(jié),一、向心力：大?。悍较颍貉匕霃街赶驁A心，是變力。特點：Fv，方向不斷變化。來源：重力、彈力、摩擦力或幾個力的合力，或某一個力的分力,F=mr2,二、向心加速度：大?。篴=r2或a=方向：沿半徑指向圓心，方向不斷變化，是變加速曲線運動。物理意義：表示速度變化快慢的物理量。,練一練1:畫出下列物體所受的向心力,F拉,G,F拉,G,N,f,G,N,N,G,G,N,F向=F拉,F向,F向=f,G,N,F向,F向,F向,質(zhì)量為m的球用長為L的細(xì)繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，

6、細(xì)線與豎直線成角，則以下正確的是()A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mgtgD.擺球做勻速圓周運動的周期為2,BCD,練一練2,G,F,例題1：小球做圓錐擺時細(xì)繩長L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運動的角速度。,小球受力：,豎直向下的重力G,沿繩方向的拉力T,小球的向心力：,由T和G的合力提供,解：,L,小球做圓周運動的半徑,由牛頓第二定律：,即：,受力分析時,不能多出一個向心力。,一個圓盤邊緣系一根細(xì)繩，繩的下端拴著一個質(zhì)量為m的小球，圓盤的半徑是r，繩子長為L，圓盤勻速轉(zhuǎn)動時小球隨著一起轉(zhuǎn)動，并且細(xì)繩與豎直方向成角，如圖所示

7、，則圓盤轉(zhuǎn)動的角速度是多大。,練一練3,例題2：上海在北緯31，求上海所在處物體繞地軸做圓周運動的向心加速度是多大？（設(shè)地球半徑R=6400km，cos31=0.86）,A,O,R,r,分析：首先應(yīng)明確物體做勻速圓周運動；再確定圓周軌跡、圓心及半徑。,解：物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度=2/T,O,圓周半徑r=Rcos31,a=r2=Rcos31(2/T)2,代入數(shù)據(jù)可得a=2.910-2m/s2,例題3：如圖所示，兩輪邊緣擠壓在一起，在兩輪轉(zhuǎn)動中，接觸點不存在打滑的現(xiàn)象，A、B、C三點位置如圖，r1=2r2，O1C=r2，則三點的向心加速度之比aA:aB:aC=_。,2:4:1,如圖所示，兩個摩擦傳

8、動的輪子，A為主動輪，轉(zhuǎn)動的角速度為，已知A、B輪的半徑分別是R1和R2，C點離圓心的距離為R22，求C點處的角速度和線速度。,C=R1/R2,vC=R1/2,練一練4,例題4：飛機(jī)由俯沖轉(zhuǎn)為拉起的一段軌跡可看作一段圓弧，如下圖所示，飛機(jī)做俯沖拉起運動時，在最低點P附近作半徑r=180m的圓周運動，如果飛行員的體重m=70kg，飛機(jī)經(jīng)過最低點P時的速度v=360km/h，則這時飛行員對座位的壓力為多大？(g=10m/s2),4588.9N,如圖所示，飛機(jī)在半徑為R的豎直平面內(nèi)翻斤斗，已知飛行員質(zhì)量為m，飛機(jī)飛至最高點時，對座位壓力為N，此時飛機(jī)的速度多大？,練一練5,謝謝！,圓錐擺,G,F,F合,r,小球受到哪些力的作用？,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,或向心力由拉力F的分力提供。,物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動,F向=F