高中物理 4-2《勻速圓周運(yùn)動 向心力向心加速度》課件 魯科版必修2

1、高中新課程物理課件,第2節(jié)向心力向心加速度,第4章勻速圓周運(yùn)動,物體受到的合力與運(yùn)動的關(guān)系如何？,1、當(dāng)物體受到的F合=0時(shí)，物體做,勻速直線運(yùn)動。,2、當(dāng)物體受到的F合與速度V在同一條直線上時(shí)，物體做,變速直線運(yùn)動,3、當(dāng)物體受到的F合與速度V不在同一直線上時(shí)，物體做,曲線運(yùn)動,復(fù)習(xí)回顧：,這些物體為什么會做圓周運(yùn)動？,復(fù)習(xí)提問 ：,圓周運(yùn)動是變速曲線運(yùn)動,,運(yùn)動狀態(tài)（速度）改變,一定受到外力,一定存在加速度,,,3、若細(xì)線突然剪斷，

2、將會看到什么現(xiàn)象？,2、合外力有何特點(diǎn)？,1、小球受哪幾個(gè)力的作用？,輕繩栓一小球,在光滑水平面做圓周運(yùn)動。,迷你實(shí)驗(yàn)：,思考討論：物體所受的外力有何特點(diǎn)時(shí)會做圓周運(yùn)動呢？,O,結(jié)論： FN與G相抵消，所以合力為繩的拉力F。,小球受力分析：,,O,,,,,F,F,F,V,V,V,,,,,,,O,運(yùn)動分析：,3）向心力的作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小.,一、向心力,1）定義：作圓周運(yùn)動的物體受到一個(gè)始終指向圓心的合力的作用，

3、我們把這個(gè)力叫做向心力；,2 ）向心力的方向：與速度方向垂直，始終指向圓心（方向不斷變化）即向心力永遠(yuǎn)不做功；,下列物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，向心力分別由什么力提供？①人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動時(shí)；②物塊隨圓筒一起做勻速圓周運(yùn)動；（如圖2）③小球在水平面內(nèi)運(yùn)動；（如圖3）④玻璃球沿碗（透明）的內(nèi)壁在水平面內(nèi)運(yùn)動；（如圖4）（不計(jì)摩擦）⑤使轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)臺上的物體也隨之做勻速圓周運(yùn)動，轉(zhuǎn)臺與物體間沒有相對滑動。（如圖5）,圖2,思考：

4、向心力是按照性質(zhì)還是按照作用效果命名的？,2、向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個(gè)力，或者是某個(gè)力的分力，或幾個(gè)力的在半徑方向的合力所提供。,1、向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的， 不是性質(zhì)的力,(也可以說不是實(shí)際存在的力)受力分析時(shí)不要重復(fù)考慮。,4、向心力的來源：,( b ),,,思考：是不是所有的圓周運(yùn)動的合外力都是向心力，都指向圓心呢？,勻速圓周運(yùn)動的向心力就是物體受到的合外力；非勻速圓周運(yùn)動的向心力不是物體受到的合外力,

5、而是半徑方向的合力所提供。,5、向心力大小,（1）體驗(yàn)向心力的大小,,猜想：向心力大小可能與 _________________ 因素有關(guān),質(zhì)量、,半徑、,角速度,（2）演示實(shí)驗(yàn)：用向心力演示器演示,1、F與m的關(guān)系,保持r、ω一定,保持r、m一定,,3、F與r的關(guān)系,保持m、ω一定,,2、F與ω的關(guān)系,,M越大，F(xiàn)越大,r越大，F(xiàn)越大,ω越大，F(xiàn)越大,根據(jù)r,ω,v,f,T的關(guān)系可知，,Fn＝mrω2,Fn＝mrω2=mv2/r=

6、4π2mr/T2=4π2mrf2,結(jié)論：精確的實(shí)驗(yàn)表明：物體做圓周運(yùn)動需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。即：,,（1）由牛頓第二定律我們知道，力決定加速度，那么向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？,（3）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？,（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？,閱讀后思考：,向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量。,向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運(yùn)動定律得到：

7、這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，,F向 = F合= mω2r,F合= m a,,,二、向心加速度,1、概念：向心力產(chǎn)生的加速度,2、方向：總是指向圓心，時(shí)刻變化是一個(gè)變加速度,3、意義：描述線速度方向變化快慢的物理量。,勻速圓周運(yùn)動是加速度方向不斷改變的變加速運(yùn)動,4、大?。?說明： 和 也適用于變速圓周運(yùn)動(瞬時(shí)值),1、關(guān)于勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（

8、 ） A、勻速圓周運(yùn)動是一種勻速運(yùn)動B、勻速圓周運(yùn)動是一種勻變速運(yùn)動C、勻速圓周運(yùn)動是一種變加速運(yùn)動D、物體做圓周運(yùn)動時(shí)其向心力不改變線速度的大小,CD,2、質(zhì)量為m=1kg的物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動的角速度ω=2rad/s,如果物體到轉(zhuǎn)盤圓心的距離為R=0.5m,求物體做圓周運(yùn)動的向心加速度及其受到的靜摩擦力大小?,課堂練習(xí)：,3、A、B兩球都做勻速圓周運(yùn)動，A球質(zhì)量為B球的3倍，A球在半徑

9、25cm的圓周上運(yùn)動，B球在半徑16cm的圓周上運(yùn)動，A球轉(zhuǎn)速為30r/min，B球轉(zhuǎn)速為75r/min，求A球所受向心力與B球所受向心力之比?,4、線的一端系一個(gè)重物，手執(zhí)線的另一端，使重物在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速（角速度）相同時(shí)，線長易斷，還是線短易斷？為什么？如果重物運(yùn)動時(shí)系線被桌上的一個(gè)釘子擋住，隨后重物以不變的速率在系線的牽引下繞釘子做圓周運(yùn)動。系線碰釘子時(shí)，是釘子離重物越遠(yuǎn)線易斷，還是離重物越近線易斷？為什么？

10、,課 堂 小 結(jié),一、 向心力： ⑴ 大?。孩?方向： 沿半徑指向圓心，是變力。⑶ 特點(diǎn)： F 與V 始終垂直, 方向不斷變化。⑷ 來源： 重力、彈力、摩擦力或某個(gè)力的分力，或幾個(gè)力的在半徑方向的合力所提供。,F=mω2r,二、 向心加速度: ⑴ 大小: a =ω2r 或 a = V2/r ⑵ 方向: 沿半徑指向圓心，方向不斷 變化，是變