1、5.6 向心力,1,這些物體為什么會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)？,2,所受合外力_零,【復(fù)習(xí)】, 什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)？ “勻速”的含義是什么？,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是_速曲線運(yùn)動(dòng),變,一定不等于,一定具有_。,加速度, 那么物體所受的合外力有何特點(diǎn)？ 加速度又怎樣呢？,3,觀察,4,一、感受向心力,閱讀課本觀察與思考：,看看,想想,牽繩的手有什么感覺(jué)？,如果松手，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？,增大或減小小物體的線速度，手的感覺(jué)有什么感覺(jué)？,受到一個(gè)拉力的作用，且力的方向_變化,不斷,5,O,G,N,F,小球受力分析：,O,O,F,F,F,V,V,V,O,結(jié)論：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力指向 圓心，且與速度垂直， 這個(gè)指向圓心的

2、合力就叫做向心力。,F向= F合= F,6,人 造 衛(wèi) 星 繞 地 球 運(yùn) 行,7,8,物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)靜止，隨盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),F向= F合= Ff,由小球受到的重力、支持力、靜摩擦力三個(gè)力的合力提供。 即圓盤(pán)對(duì)木塊的靜摩擦力Ff,G,FN,Ff,小球向心力的來(lái)源?,勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析向心力的來(lái)源,9,10,實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,小球受到哪些力的作用？,向心力由什么力提供？,想一想,結(jié)論: 向心力由拉力F和重力G的合力提供,11,總結(jié)：,向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種 新的性質(zhì)的力。,向心力的來(lái)源：可以是重力、彈力、摩擦 力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某

3、個(gè)力的分力。 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。,向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說(shuō)物體受到向心力的作用 ，只能說(shuō)某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。,12,小結(jié),分析向心力來(lái)源的思路,1.明確研究對(duì)象 2.確定圓周運(yùn)動(dòng)所在的平面，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡、半徑及圓心位置 3.進(jìn)行受力分析，分析指向圓心方向的合力即向心力。,13,F合mg tan,豎直方向：FN cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,沿光滑碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球,14,討論：物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物塊的受力？物塊向心力的來(lái)源?,物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力提供向心力，即桶對(duì)物塊的支持力。,勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析向心力的

4、來(lái)源,15,向心力的大小與哪些物理量有關(guān)呢？,思考討論,16,一. 用向心力演示器驗(yàn)證,方法:控制變量法(F與m , r, ),1.F與m的關(guān)系,保持r、一定,保持m 、 一定,2.F與的關(guān)系,保持m、r一定,3.F與r的關(guān)系,m大，F(xiàn)也大,大，F(xiàn)也大,r大，F(xiàn)也大,演示儀,兩個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),圓錐擺,17,18,介紹: 向心力演示儀,G,FN,小 球 靜 止,19,手 推 檔 板,介紹: 向心力演示儀,20,G,勻 速 圓 周 運(yùn) 動(dòng),FN,F,F,介紹: 向心力演示儀,21,二實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式,1、實(shí)驗(yàn)的基本原理？,從運(yùn)動(dòng)的角度求得Fn ；從受力的角度求得F合 ；將Fn 和F

5、合 進(jìn)行比較,2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？,鋼球、細(xì)線、畫(huà)有同心圓的白紙、天平、秒表、直尺,O,3、實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的數(shù)據(jù)有哪些？如何測(cè)量？,F合mg tan,m？r？v？,m、r、轉(zhuǎn)n圈數(shù)所用時(shí)間t、h,22,注意事項(xiàng),1、h 并不等于紙面距懸點(diǎn)的高度,2、小球與紙面不能接觸,3、測(cè) t 時(shí)不能太久,4、啟動(dòng)小球時(shí)應(yīng)確保小球做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng),23,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄,24,實(shí)驗(yàn)與探究,猜想：向心力大小可能與_ _有關(guān),質(zhì)量、,半徑、,角速度等,實(shí)驗(yàn)：完成課本實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)方法：,控制變量法,m、不變，r越大，F(xiàn)越_,m、r不變，越大，F(xiàn)越_,r、不變，m越大，F(xiàn)越_,大,大,大,25,結(jié)論,向心力的大小F與物體

6、質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度都有關(guān)系：,公式：,Fm r2,根據(jù) 推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式：,26,變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng), 變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力也指向圓心嗎？ 變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？ 怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？,27,28,哪個(gè)力提供向心力？ 向心力和切向力的作用效果。 什么情況下物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)。,29,Ft 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小. Fn 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. 結(jié)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。 變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。,30,做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力(鏈球運(yùn)動(dòng)),F,3

7、1,做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力,Fn,Ft,Ft 切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小. Fn 向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向. 結(jié)論勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。 變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。,加速,變速圓周,向心力是合力嗎？,32,勻速圓周運(yùn)動(dòng)：,變速圓周運(yùn)動(dòng)：,F向是F合的指向圓心方向的分力Fn,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由合力提供向心力。,小結(jié),33,把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作為一小段圓弧，而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。在注意到這點(diǎn)區(qū)別之后，分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方

8、法對(duì)一般曲線運(yùn)動(dòng)進(jìn)行處理了。,處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：,34,小結(jié),3、向心力的大小,2、向心力的作用效果：改變速度的方向，不改變大小,1、向心力的方向：指向圓心且與速度方向垂直,4、向心力的來(lái)源 可以是某一個(gè)力，或者是幾個(gè)力的合力來(lái)提供。變速圓周運(yùn)動(dòng)中的合力并非向心力,在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力充當(dāng)向心力,35,1、關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（ ） A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力； B、向心力不改變速度的大??； C、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的； D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力,B,練習(xí),36,2、用細(xì)線拴住一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（

9、 ）,A.在線速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷,B.在線速度一定情況下，線越短越易斷,C.在角速度一定情況下，線越長(zhǎng)越易斷,D.在角速度一定情況下，線越短越易斷,BC,37,5、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）,解析：小橡皮受力分析如圖。,小橡皮恰不下落時(shí)，有： Ff=mg 其中：Ff=FN 而由向心力公式： FN=m2r 解以上各式得：,練習(xí),38,例1：關(guān)于向心力說(shuō)法中正確的是（ ） A、物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的力叫向心力； B、向心力不改變速度的大??； C、做勻

10、速圓周運(yùn)動(dòng)的的物體所受向心力是不變的； D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力,B,練習(xí),39,例2、甲乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其質(zhì)量之比為12,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為12,在相同時(shí)間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過(guò)4周，乙轉(zhuǎn)過(guò)3周.則它們的向心力之比為（ ） A.14 B.23 C.49 D.916,C,40,例3、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？,解析：小橡皮受力分析如圖。,小橡皮恰不下落時(shí)，有： Ff=mg 其中：Ff=FN 而由向心力公式： FN=m2r 解以上各式得：,41,例4 長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線，拴

11、一質(zhì)量為m的小球，小球的一端固定于O1點(diǎn)，讓其在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，形成圓錐擺，如圖所示，求擺線與豎直方向成時(shí)： （1）擺線中的拉力大小 （2）小球運(yùn)動(dòng)的線速度的大小 （3）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期,42,m,豎直方向:Tcosmg 水平方向:F合=m2l sin,豎直方向:F升 cosmg 水平方向:F合=m2r,F合mg tan,43,F合mg tan,豎直方向:N cosmg 水平方向:F合=m2r,豎直方向：N cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,44,1. 小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。,L,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,由牛頓第二定律：

12、,即：,解析：小球的向心力由T和G的合力提供,45,2.如圖所示，一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動(dòng)，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則( ) A.球A的線速度一定大于球B的線速度 B.球A的角速度一定小于球B的角速度 C.球A的運(yùn)動(dòng)周期一定小于球B的運(yùn)動(dòng)周期 D.球A對(duì)筒壁的壓力一定大于球B對(duì)筒壁的壓力,mg,N,F,AB,46,3.質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為 l 的線懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方處有一光滑的釘子O，把小球拉到右側(cè)某一位置釋放，當(dāng)小球第一次通過(guò)最低點(diǎn)P時(shí)( ) A、小球速率突然減小 B、小球角速度突然增大 C、小球向心加速度突然增大 D、擺線