5.4 向心力 向心加速度课件-2021-2022学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第四节 向心力 向心加速度 1 自主活动 在细绳一端系一个小球，用手捏住另一端，使小球在水平板上绕被捏住的一端转圈。 细绳对小球拉力的方向与小球的速度方向有什么关系？将手松开，观察小球是否能继续转圈。 向心力 向心加速度 第四节 2 一、向心力的概念 1、物体做匀速圆周运动的条件是受到与物体的速度方向垂直、始终指向圆心的合力作用，这个力叫做向心力。 2、向心力只改变运动物体的线速度方向，不改变线速度大小。 3、向心力是根据作用效果命名的力。 向心力 向心加速度 第四节 3 课堂活动：一、向心力 典型例题1：分析下列生活情景中向心力的来源。 向心力 向心加速度 第四节 情景 示意图 受力分析 向心力来源 餐桌转盘上茶杯的匀速圆周运动     小球在光滑漏斗内的匀速圆周运动     旋转飞椅上游客的匀速圆周运动     G FN Ff G FN G FT 静摩擦力提供向心力 重力和支持力的合力提供向心力 重力和拉力的合力提供向心力 4 问题思考 猜想向心力的大小与哪些因素有关？ 向心力 向心加速度 第四节 学生实验 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 5 向心力 向心加速度 第四节 学生实验 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 ω与m一定时，F与r的关系是： F与r成正比 r与m一定时，F与ω的关系是： F与ω2成正比 r与ω一定时，F与m的关系是： F与m成正比 6 二、学生实验：探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 向心力的大小：做匀速圆周运动物体的向心力大小等于物体的质量、圆周半径和角速度的二次方的乘积， 即 利用v＝ωr，可得 向心力 向心加速度 第四节 7 课堂活动：一、向心力 典型例题2：赤道上质量为50kg的物体随地球自转在做匀速圆周运动，已知地球半径为6370km，求该物体运动的周期及它所需的向心力大小。 向心力 向心加速度 第四节 8 课堂活动：一、向心力 典型例题3：线的一端系一个小球，手执线的另一端使小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。当转动周期相同时，线长易断还是线短易断？为什么？ 向心力 向心加速度 第四节 当周期相同时，角速度相同，根据F＝mω2r，F与r成正比，线越长，小球所需向心力越大，线的拉力提供向心力，所以线长易断。 9 问题思考 “天宫二号”空间实验室绕地球做匀速圆周运动，它的加速度为零吗？为什么？ 向心力 向心加速度 第四节 三、向心加速度 1、物体做匀速圆周运动时合力始终指向圆心，它的加速度也始终指向圆心，与线速度的方向垂直，匀速圆周运动的加速度叫做向心加速度。 2、向心加速度只改变运动物体的线速度方向，不改变线速度大小。 10 向心力 向心加速度 第四节 三、向心加速度 3、由向心力公式和牛顿第二定律可得向心加速度的表达式为 4、匀速圆周运动中，向心加速度的大小不变，但它的方向始终指向圆心，一直在变化，因此，匀速圆周运动是变加速曲线运动。 11 课堂活动：二、向心加速度 典型例题4：如图，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，其中哪两点向心加速度的关系适用于“向心加速度与半径成正比”，哪两点适用于“向心加速度与半径成反比”？给出解释。 向心力 向心加速度 第四节 A B C B、C同轴转动，角速度相同，向心加速度与半径成正比，所以C点向心加速度比B点大。 A、B在同一条链条上，线速度大小相同，向心加速度与半径成反比，所以A点向心加速度比B点小。 12 课堂活动：二、向心加速度 典型例题5：月球绕地球公转的轨道接近圆，半径为3.84×105km，公转周期为27.3天，求月球绕地球公转的向心加速度大小。 向心力 向心加速度 第四节 13 $