3.2（第二课时）科学探究：向心力-2021-2022学年高一物理备课必备课件（鲁科版2019必修第二册）

第二节 科学探究：向心力 高中物理必修二 第三章 圆周运动 第2课时 复习旧课 1、做圆周运动的物体一定受到指向圆心的力的作用，这个力称为向心力 2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。 3、向心力是根据力的作用效果来命名的。 4、做匀速圆周运动的物体，其合外力做为向心力 请分析下列向心力的来源 增大转动的速度，物块能一直保持随转盘转动吗？ 如果线速度增加，小球还能在原来的轨迹上吗？ 是不是只要物块随桶转动就不会掉下来？ 探究影响向心力大小的因素 取一根空心管，将一根尼龙线穿过它，在尼龙线一端拴一块质量很小的物体，另一端挂一篮球，手握空心管抡动该物体，使该物体做圆周运动。 发现 当该物体的转速达到一定值时，篮球就会处于静止状态，甚至还可以让蓝球不断上升。 随着做圆周运动物体的质量变大、转动半径变大、角速度变大，能拉起的篮球数量也变多。 说明 物体做圆周运动时所需的向心力与物体质量、转动半径以及角速度有关 探究影响向心力大小的因素 探究影响向心力大小的因素 【进一步研究得出】 匀速圆周运动所需的向心力的大小为： 式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，ω是转动的角速度。 【讨论】 F与r成正比？ F与r成反比？ 【匀速圆周运动的加速度】 【说明】 ①匀速圆周运动的加速度是由向心力产生的，其方向必定指向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向心加速度。 ②向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ③向心加速度是变量，其方向是不断变化的。 ④向心力和向心加速度的公式不仅适用于匀速圆周运动，而且适用于非匀速圆周运动。利用公式求质点在某时刻或某位置的向心力和向心加速度的大小，其速度必须用该质点在该时刻或该位置的瞬时速度。 向心加速度 一般飞行员能承受的最大向心加速度的大小约为 6g。在飞行表演中，飞机某次水平转弯时，可视为在水平面内做匀速圆周运动。若飞机以 150 m/s 的速度飞行，在该次水平转弯过程中向心加速度为 6g，取重力加速度 g = 9.8 m/s2，飞机水平转弯半径至少为多少 ? 由题意可知，v = 150 m/s，a = 6g = 6×9.8 m/s2 = 58.8 m/s2。 解 由 得 讨论 飞机转弯半径与线速度和向心加速度有关。此题的转弯半径是针对比较极端情况的结果。对于客机，转弯半径的设计须考虑安全系数及乘客的舒适度等诸多因素，转弯半径通常较大。 若水平圆台转动的角速度 ω = 0.6 rad/s，质量为 30 kg 的小孩坐在距离轴心 1 m 处随圆台一起转动。小孩的向心加速度为多大？小孩受到的静摩擦力为多大？ 作业 课本P66 6、7 $