内容正文:
第六节 向心力
第五章 曲线运动
做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点?写出向心加速度的公式。
问题讨论:
问题:
1、小球受哪些力的作用?
2、这几个力的合力是什么?沿什么方向?这个合力起什么作用?
N
G
F
v
F
做匀速圆周运动的物体,合外力指向圆心,与速度V垂直
F
v
F
v
F
v
2、方向:
1、定义:
一、向心力
做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合力,这个合力叫做向心力。
总指向圆心,与速度垂直,方向不断变化。
3、作用效果:
只改变速度方向,不改变速度大小。
二、向心力的大小
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
F合=mgtanθ
G
F
F合
Fn=mω2r
问题讨论
1、如何测量tanθ?
2、如何测量ω?
3、如何测量半径?
r
θ
O
2.测量问题
小球质量——
匀速圆周运动周期——
悬挂点到圆心竖直高度 ——
天平
秒表
刻度尺
匀速圆周运动半径——
刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径?
2、如何测出悬点与球心的竖直高度?
3.实验过程
想一想:研究多个变量之间的关系应用什么方法?
实验体会----做一做
感受向心力F与m、r、 ω的关系
轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源?
O
向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
F向= F合= F
O
小球受力分析:
G
FN
F
物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动
F向= F合= Ff
由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。
即圆盘对木块的静摩擦力Ff
G
FN
Ff
小球向心力的来源?
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
ω
O
*
物体随盘做匀速圆周运动
ω
讨论:物块随着圆桶一起匀速转动时,物块的受力?物块向心力的来源?
物块做匀速圆周运动时,合力提供向心力,即桶对物块的支持力。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
G
Ff
FN
F合=mg tanθ
竖直方向:N cosθ=mg
水平方向:F合=mω2r
竖直方向:N cosθ=mg
水平方向:F合=mω2 R sinθ
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
θ
O'
O
R
ω
θ
ω
θ
m
m
O
r
mg