第二节 向心力与向心加速度（教学课件）物理粤教版必修第二册

第二节 向心力与向心加速度 粤教版（2019）高中物理必修第二册 第二章 圆周运动 @HY 小游戏：绳子的一端系一小球，另一端用手固定，让小球在近似光滑的桌面上做匀速圆周运动。 （1）此时牵绳的手有什么感觉？ （2）小球受到的合外力方向如何变化？ （3）松手后，小球还能继续做圆周运动吗? 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 O G FN F拉 小球受力分析： O 竖直方向的FN与G形成平衡力，相互抵消 所以合力为F拉，即F合=F拉 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 O F F F V V V O 小球受力分析： 俯视图 结论： 做匀速圆周运动的物体，合外力方向始终指向圆心，与速度V的方向垂直,只改变速度的方向。 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 3、作用效果：只改变速度的方向，不改变速 度的大小. 1、定义：做圆周运动的物体受到一个始终指 向圆心的合力的作用，我们把这个 力叫做向心力 2、方向：沿半径指向圆心，和质点运动的 方向垂直 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 1、向心力是按照效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 F向＝F合 2、向心力的来源：物体所受的合外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） 在匀速圆周运动中，合力充当向心力 注意 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 向心力是根据力的作用效果来命名的,它可以由不同性质的力如弹力、重力、摩擦力等提供,也可以由某一力的分力或某些力的合力提供. 例如,旋转圆桌上的杯子由静摩擦力提供向心力,如图2-2-2所示; 游乐场里的旋转秋千,由重力和吊绳拉力的合力提供向心力,如图2-2-3所示 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 O F引 F合＝F引 ＝Fn 在匀速圆周运动中，合力提供向心力 向心力的来源分析实例 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 向心力的来源分析实例 O mg FN Ff O mg FN 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 G f FN 筒壁的支持力 滚筒洗衣机中物体跟着滚筒转动 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 判断向心力来源 分析向心力来源的思路： 1、明确研究对象； 2、确定圆周运动所在的平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置； 3、进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 介绍: 向心力演示仪 G FN 小 球 静 止 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 G 匀 速 圆 周 运 动 FN F 介绍: 向心力演示仪 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 通过牵绳的手感受绳子拉力的变化,定性探究影响匀速圆周运动向心大小的因素 探究影响向心力大小的因素 (2)保持其他因素不变,增大或减小小球旋转的半径(改变绳长) (1)保持其他因素不变,增大或减小小球旋转的角速度 (3)保持其他因素不变,换一个质量较大的球进行实验 实验1 设计方案 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 实验2 1、构造：塔轮，长槽，短槽，弹簧测力套筒，标尺等。 2、使用方法：引导学生探索研究 3、实验方法——控制变量法 利用向心力演示器(如图2-2-4所示),定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度的大小和运动半径之间的关系 视频 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 实验过程 m，r一定 1=2/2 m,一定 r1=2r2 r,一定 m1 =2 m2 F1=2F2 F1=2F2 F1=F2/4 结论： （2） m,一定时， （1） m，r一定时， F F （3） r,一定时， F 即：  r   m  2 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 二、探究影响向心力大小的因素 物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小 与质量 、角速度 和转动半径 之间的关系为： 将 代入上式得： 向心力公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于非匀速圆周运动。 感受向心力 向心力来源 实验探究 向心力 向心加速度 a=ω2r 与向心力一致，指向圆心，与速度垂直，方向时刻变化 注意: 公式适用于所有的圆周运动 2.方向： 匀速圆周运动是变加速曲线运动