第四节 向心力 向心加速度（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第四节《向心力 向心加速度》 第五章《曲线运动》 链球比赛 短道速滑运动员过弯 自主活动 用一根结实的细线，一端栓一个小物体，如橡皮。在桌面抡动细线，使小物体做圆周运动，你会体验到手对做圆周运动物体的拉力。 世界上最高的旋转秋千 月球围绕地球运动 观察思考：在匀速圆周运动中 1、会不会受到切线方向的力的作用？ 2、合力是否改变速度的大小？ 3、合力方向与线速度方向的关系？ 一、向心力 1.定义：物体做匀速圆周运动时，所受合力方向始终指向圆心，这个力就叫向心力。 2.向心力的方向： 3.向心力的作用： 始终指向圆心，与线速度方向垂直（方向时刻变化） 只改变线速度的方向而不改变其大小 O F F F V V V O 二、匀速圆周运动的条件： 受到始终指向圆心的向心力作用 说明：向心力是效果力，只能由重力、弹力、摩擦力的合力在指向圆心方向上的分力提供。 实验探究 向心力的大小跟那些因素有关？ 继续前面细线旋转小球的活动： 通过改变物体做圆周运动的半径r、角速度ω以及质量m，比较向心力F大小的变化？在此基础上提出向心力和那些因素有关？ 向心力可能与物体质量、半径、角速度有关 三、探究向心力F与质量m、半径r、角速度ω的关系： 设计思路：控制变量 保持r与ω不变，探究F与m的关系 保持m与ω不变，探究F与r的关系 保持r与m不变，探究F与ω的关系 实验探究 实验结论：向心力大小分别与物体的质量m、转动角速度ω的平方、圆周半径R成正比． 四、向心力计算公式： 相关推论： 五、 向心力特征： ⑴ 大小不变、方向变 ⑵ 方向沿半径指向圆心、与线速度垂直 ⑶ 作用：改变线速度方向，不改变线速度大小 ⑷ 来源： 合外力沿半径方向的分力 六、向心加速度的大小与方向 根据牛顿第二定律: F合= m a a与r究竟是成正比还是成反比？ 想一想 若ω一定 , 就成正比 ;若v一定 , 就成反比 向心加速度是描述圆周运动线速度方向变化快慢的量 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.方向：向心加速度的方向时刻指向圆心。 （匀速圆周是变加速曲线运动） 3、 向心加速度特征: ⑴ 大小不变方向变 ⑵ 方向沿半径指向圆心与线速度垂直 ⑶ 匀速圆周运动是变加速运动。 ⑷ 物理意义是描述速度方向变化快慢的量。 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 ☼匀速圆周运动的特点： （1)线速度、向心力、向心加速度 大小不变方向时刻在变； （2）角速度、周期、转速始终不变。 七、应用举例： 【例题1】.游乐场内有一种旋转飞椅，当飞椅以一定的速度旋转时，从在飞椅上的游客在水平面内做匀速圆周运动，若半径为20m,绳子与竖直方向夹角为37⁰，求飞椅转运的线速度与周期？ 【例题2】.质量为3kg的物体放在水平的转盘上，在半径r=2m的圆周上，以v=4m/s的速度随转盘做匀速圆周运动。求： （1）物体的向心加速度大小； （2）物体受到的静摩擦力。 Lavf58.12.100 $