3.2科学探究：向心力 课件-2022-2023学年高一下学期物理鲁科版(2019)必修第二册

第三章 圆周运动 第2节 科学探究：向心力 图中物体的运动有何共同点？ 复习回顾 1.物体做曲线运动的条件？ 物体受到的合外力方向与运动方向不在同一条直线上 2.什么是圆周运动？ 运动轨迹是圆周或圆周的一部分——也属于曲线运动 为什么转动桌子上的玻璃板时，桌上的菜不会掉下来？餐盘受到哪些力？ 桌上的餐盘受到重力，支持力，静摩擦力。静摩擦力使得餐盘围着桌子中心转，故不会掉下来 取一根细绳，一端系一小球，另一端固定在一枚图钉上，将图钉钉于水平光滑木板上。 匀速直线运动 ①用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球，在细绳未伸直前，小球做什么运动？ 圆周运动 ②用手指弹击小球，方向同上，加大弹击力度，使小球运动过程中细绳伸直。细绳伸直后，小球做什么运动？ 小球受哪些力，合力由哪些力提供？小球为何做圆周运动？ 重力、支持力、拉力；合力就是绳子的拉力；拉力始终指向圆心，使得小球做圆周运动 一、向心力 1.定义：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.作用： 只改变速度方向，不改变速度大小 3.注意：向心力是效果力，可能是弹力、重力、摩擦力，也可能是某几个力的合力。受力分析时不能多出一个向心力 一绳子拉着一个小球，小球水平面内做匀速圆周运动运动，下列对小球受力的说明，谁理解得对？ 小球受重力、拉力和向心力 小球受拉力、重力。两者的合力提供向心力 √ 向心力一定等于物体所受的合外力吗？ 1.匀速圆周运动 合力提供向心力 2.非匀速圆周运动（线速度大小会改变） 合力沿半径方向的分力提供向心力，用来改变线速度方向；沿切线方向的分力用来改变线速度大小 月球绕地球做圆周运动需要的向心力由谁提供？ 由地球对月球的引力提供 物体受到的向心力大小与哪些因素有关呢？ 二、探究影响向心力大小的因素 实验装置 11 1.实验目的：探究做圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转动半径r和转动角速度之间的关系 2.实验器材：向心力演示器、小球 3.实验原理与设计：匀速转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球也就随之做匀速圆周运动。挡板对小球的作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球挤压挡板的力使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧，压缩量可以从标尺上读出，该读数即显示了向心力的大小 4.实验步骤： ①把两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带和小球位置，使两球的转动半径和角速度都相同，转动手柄，观察向心力的大小与质量的关系 ②换两个质量相同的小球，使两球的角速度相同。再增大长槽上小球的半径，使两球转动半径不同。转动手柄，观察向心力的大小和半径的关系 5.实验结论 向心力大小 将带入上式，可得 三、向心加速度 1.定义：做圆周运动的物体受到向心力的作用，存在一个由向心力产生的加速度，这个加速度称为向心加速度 2.方向：始终指向圆心 1.做匀速圆周运动的物体所受合外力为0（ ） 2.做匀速圆周运动的物体，向心加速度恒定（ ） 3.做匀速圆周运动的物体，向心加速度大小恒定，但方向时刻变化，所以是非匀变速运动（ ） 判一判 匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变加速运动！ 17 例题：若水平转台转动的角速度，质量为30kg的小孩坐在距离轴心1m处随圆台一切转动。小孩的向心加速度为多大？小孩受到的静摩擦力为多大？ 18 七、误差分析 课堂小结 科学探究：向心力 向心力 定义 方向 大小 向心加速度 定义 方向 大小 $$