1、第五章 曲線運(yùn)動(dòng),第 六 節(jié) 向心力,一、向心力,觀察：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有什么特點(diǎn),問題探究,小球受哪些力？合外力有何特點(diǎn)？,想一想,輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,看一看,一、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(duì)球有指向圓心的力,合力,一、向心力,O,F,F,F,v,v,v,O,小球受力分析：,結(jié)論： 做勻速圓運(yùn)動(dòng)的小球，合外力指向圓心，,與速度v垂直,一、向心力,向心力是不是像重力、彈力、 摩擦力那樣按性質(zhì)來命名的？,【牢記】：向心力是 ，它是物體所受 力的合力.向心力的作用效果是只改變速度的 ， 不改變速度的 .,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

2、合力有何特點(diǎn)？,【牢記】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力大小不變，方向沿半徑指向圓心，方向時(shí)刻變化，是一變力.,效果力,方向,大小,問題探究,問題探究,一、向心力,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(gè)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,1、向心力定義：,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的指向圓心的合外力，叫向心力.,方向時(shí)刻發(fā)生變化，是變力.,一、向心力,向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，受力分析時(shí)不要把向心力當(dāng)作一個(gè)獨(dú)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?yàn)樵谶\(yùn)

3、動(dòng)方向上所受的合外力為0，這個(gè)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.,一、向心力,5、向心力大?。?向心加速度,向心力,牛頓第二定律,理論推導(dǎo),一、向心力,一、向心力,實(shí)驗(yàn)探究,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？,問題探究,一、向心力,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合 進(jìn)行比較,2、實(shí)驗(yàn)需要的器材？,鋼球、細(xì)線、畫有同心圓的木板、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、l,一、向心力,用向心力演示器演示,方

4、法: 控制變量法,實(shí)驗(yàn)探究,mg,FN,f,摩擦力f提供了向心力,學(xué)以致用：實(shí)例分析1,mg,一、向心力,mg,f,FN,FN提供向心力,實(shí)例分析2,一、向心力,實(shí)例分析3,F合mg tan,豎直方向:FN cosmg 水平方向:F合=m2r,豎直方向：FN cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球,一、向心力,投擲過程中為什么鏈球速度越來越大？,問題探究,問題探究,1、變速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小是怎么改變的？ 2、怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)？,二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng),二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng),1、變速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合外力產(chǎn)生兩個(gè)效果：,Fn,

5、Ft,加速,產(chǎn)生切線方向加速度而改變速度大小.,產(chǎn)生向心加速度而改變速度方向.,勻速圓周運(yùn)動(dòng),變速圓周運(yùn)動(dòng),問題探究,勻速圓周運(yùn)動(dòng)與變速圓周運(yùn)動(dòng)所受合外力有何區(qū)別？,二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng),2、處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：,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軌道半徑. 在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理了.,二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng),A、受重力、支持力 B、受重力、支持力和指向圓心的摩擦力 C、受重力、支持力、向心力、摩擦力 D、以上均不正確,例1 、如圖所示，小物體A與圓盤保

6、持相對(duì)靜止，跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A的受力情況是（ ）,B,例題,例題,例2 、關(guān)于向心力說法中正確的是（ ） 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,例3 、 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,例題,例4 、質(zhì)量為m的小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度.,小球受力：,解：,L,由向心力公式：,F,例題,

7、例5、一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小.下圖分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，你認(rèn)為正確的是 ( ),B,例題,訓(xùn)練鞏固,1關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力，下列說法正確的是 () A向心力是一個(gè)恒力 B因向心力指向圓心，且與線速度垂直，所以它不能改變線速度的大小 C向心力是物體所受的合力 D向心力和向心加速度的方向都是不變的,BC,訓(xùn)練鞏固,2.如圖所示，一小球用輕繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎 直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是 () A繩的拉力 B重力和繩的拉力的合力 C重力和繩的拉力的合力沿繩方向的分力 D繩的拉力和重力沿繩方向的分力的合力,CD,訓(xùn)練鞏固,3.如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球形碗內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面在水平面內(nèi)。已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為R，求小球做圓周