内容正文:
向心力
讲师:冯耀东
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课标解读
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1.知道什么是向心力,理解它是一种效果力;
2.知道向心力大小与哪些因素有关.理解公式的确切含义,并能用来进行计算;
课标解读
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知识精讲
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做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度 an
an 哪来的?即an 是如何产生的?
根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力.
O
F引
G
Ff
FN
G
T
F
θ
在匀速圆周运动中,合力提供向心力
2.1.2 实例分析:向心力来源
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O
F
F
F
v
v
v
O
2.1.4 向心力的大小
F合=man
F合=Fn
根据牛顿第二定律,写出向心力公式
2.1.5 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的原理
从运动的角度求得Fn ;
从受力的角度求得F合 ;
将Fn 和F合 进行比较
F合=mg tanθ
G
T
F
θ
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F合=Fn
2.向心力的来源:物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力.(可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力,也可以是几个力的合力,还可以是某个力的分力.)
注意:
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Ft 切向分力,它产生切向加速度,改变速度的大小.
Fn 向心分力,它产生向心加速度,改变速度的方向.
F
Fn
Ft
加速
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把一般曲线分割为许多极短的小段,每一段都可以看作一小段圆弧.这些圆弧的弯曲程度不一样,表明它们具有不同的曲率半径.注意到这点区别之后,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了.
r1
r2
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动.
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能力突破
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【解析】由于小物体随匀质圆盘做圆周运动,其向心力由小物体受到的指向圆心的合力提供,在最下端时指向圆心的合力最小.
根据牛顿第二定律: ,又 ,解得 ,要使小物体与圆盘始终保持相对静止,则ω的最大值是 。C正确。
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2.确定圆心和半径;
根据题意确定圆周运动所在的平面、轨迹、圆心、半径;
1.确定研究对象;
向心力的分析思路:
规律方法技巧
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1.对转盘问题:物体在水平面内做匀速圆周运动,静摩擦力提供向心力.关键是对静摩擦力的分析:其一从静摩擦力产生的条件出发,难点在于理解“相对运动趋势”;其二是从力产生的效果即产生加速度来分析静摩擦力.