高一物理向心力课件 之和谐的原子弹版



知识回顾
向心加速度

  1.向心加速度:作圆周运动的物体具有的总 .向心加速度: 沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速 是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速 度.
  2. 向 心 加 速 度 的 方 向 : 指 向 圆 心 , 时 刻 变 化.
  3.向心加速度大小: .向心加速度大小:
a = rω
2 或
物体产生这么大的加 速度需要什么呢? 速度需要什么呢?
v a= r
2
第七节 向心力
向心力??向心加速度的来源 向心加速度的来源 向心力
根据牛顿第二运动定律: 根据牛顿第二运动定律: F合 = M a 则有: 则有:
F = mrω
需要多大的力 才能产生这样 大的加速度
2

v F =m r
2
对力应该还有要求: 对力应该还有要求: 力是矢量啊
向心力 熟悉这个力

  1、由牛顿第二运动定律 、 可知该力的方向: F合 = M a 与加速度方向一致

  2、方向:总是指向圆心(变力) ,与速度方向垂直 、方向:总是指向圆心(变力) 则其效果: 只改变速度的方向,不改变速度的大小。 则其效果 只改变速度的方向,不改变速度的大小。
轻绳栓一小球,在光滑水平 面做匀速圆周运动。
绳 拉 小 球
小球受力分析: 小球受力分析:
FN O O F G
平衡,合力为F FN与G平衡,合力为F, F即提供向心力
问题
  2: 问题 :
思考: 思考:
小球受到哪些力的 作用? 作用? 向心力由什么力提 供?
θ
F
结论: 结论:
向心力由拉力F和重力 的 向心力由拉力 和重力G的 和重力 合力提供 向心力的大小与
哪些因素有关? 哪些因素有关? G
F合
r
O
向心力 熟悉这个力

  1、由牛顿第二运动定律 、 可知该力的方向: F合 = M a 与加速度方向一致

  2、方向:总是指向圆心(变力) ,与速度方向垂直 、方向:总是指向圆心(变力) 则其效果: 只改变速度的方向,不改变速度的大小。 则其效果 只改变速度的方向,不改变速度的大小。
  3、向心力是按照效果命名的力:物体所受的合 、向心力是按照效果命名的力: 外力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力 可以由重力、弹力、摩擦力等提供)。 (可以由重力、弹力、摩擦力等提供)。 向心力的大小与 哪些因素有关? 哪些因素有关?
? 向心力
F = mrω
2

v F =m r
2
向心力大小与多个变量有关. 向心力大小与多个变量有关.因此在 分析问题时, 分析问题时,一定要利用控制变量的方法 来处理.即在设定其他量不变的条件下, 来处理.即在设定其他量不变的条件下, 来分析所需向心力与某一变量的关系. 来分析所需向心力与某一变量的关系.
实验数据记录表
物理量 h(m) ( ) 第一次 第二次
计算:g/h与(2πn/t)2 是否相等。
t(s) ( )
n(圈数) (圈数)
生活中的圆周运动

会 分 析 实 际 情 况
飞车走壁
思考: 思考:
运动员手中的链球是在做匀速圆周运动? 运动员手中的链球是在做匀速圆周运动? 难道向心 力可以改变 速度的大小? 速度的大小? 怎么样使做 圆周运动的 物体速度变 变小、 大、变小、 不变? 不变?
v
Ft F Fn o
思考讨论: 思考讨论: 如何分解F? 如何分解 ? Ft与线速度同向, 与线速度同向, 对物体线速度起 什么作用? 什么作用? Fn指向圆心,对 指向圆心, 物体线速度起什 么作用? 么作用?
F与速度 是锐角,速率增大; 与速度V是锐角 速率增大; 与速度 是锐角, 那如果F与速度 是锐角, 与速度V是锐角 那如果 与速度 是锐角,速率 如何变化? 如何变化?
r
R
? 思考: 思考: ? 运动轨迹既不是一条直线也不是圆周,可以称 运动轨迹既不是一条直线也不是圆周, 作一般曲线运动。该如何研究? 作一般曲线运动。该如何研究?
匀速圆周运动
N G v
变速圆周运动
F
?
?O
合外力部分提供 向心力
合外力全部提供 向心力
向心力: 向心力:
定义:做匀速圆周运动的物体所受到
  1. 定义 做匀速圆周运动的物体所受到 指向圆心的合外力 合外力,叫向心力 向心力。 的指向圆心 合外力 向心力 圆心。
  2.方向:始终与V垂直,指向圆心 始终与V垂直 圆心
  2. 始终与 时刻变化
  3.作用效果 只改变V的方向,不改变V的大小。 作用效果:
  3.作用效果:只改变V的方向,不改变V的大小 大小:
  4. 大小:F = mrω2 或 F = m v r 来源:
  5. 来源: 是一种效果力 效果力, 是一种效果力,它可以是某一个力 重力、弹力、摩擦力)或几个力的合力 合力, (重力、弹力、摩擦力)或几个力的合力, 也可以是某个力的分力 分力。 也可以是某个力的分力。
受力分析时, 不能多出一个向心力。 不能多出一个向心力。
2

  1:如图,质量为m的小物体在水平转台上 如图,质量为m 随转台以周期T作匀速圆周运动, 随转台以周期T作匀速圆周运动,物体到转轴 的距离为d 物体与转台摩擦因素为μ 的距离为d、物体与转台摩擦因素为μ,求:

  1)物体所需要的向心力? 物体所需要的向心力?
  2)物体所受到的转台对它的支持力?摩擦力? 物体所受到的转台对它的支持力?摩擦力?
  3)为使物体保持距离d随转台一起转动,转台转动 为使物体保持距离d随转台一起转动, 的角速度应满足什么条件? 的角速度应满足什么条件?
拓展:如图所示、有一质量为m 拓展:如图所示、有一质量为m的小球在光滑的半 球碗内做匀速圆周运动,轨道平在水平面内, 球碗内做匀速圆周运动,轨道平在水平面内,已知小 球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ 球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为θ, 半球形碗的半径为R, R,求小球做匀速圆周运动的速度 半球形碗的半径为R,求小球做匀速圆周运动的速度 及碗壁对小球的弹力。 及碗壁对小球的弹力。
N
F合 mg
 

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