圓周運動向心力與向心加速度

物體受到的合力與運動的關(guān)系如何？1、當物體受到的F合=0時，物體做勻速直線運動或靜止。2、當物體受到的F合與速度V在同一條直線上時，物體做變速直線運動3、當物體受到的F合與速度V不在同一直線上時，物體做曲線運動溫故而知新：第二講向心力向心加速度地球公轉(zhuǎn)地球圍繞太陽轉(zhuǎn)花樣滑冰

這些物體為什么會做圓周運動？視頻提問

什么是勻速圓周運動?“勻速”的含義是什么？那么勻速圓周運動物體所受的合外力有何特點？加速度又怎樣呢？勻速圓周運動是變速曲線運動變速曲線運動運動狀態(tài)改變一定受到合外力一定存在加速度實驗探究：步驟一：拉住繩子一端，使小球在桌面上做勻速圓周運動。觀察與思考：1.小球為何做勻速圓周運動？2.小球受到哪些力作用？合外力是哪個力？這個力的方向有什么特點？這個力起什么作用？3.一旦線斷或松手，結(jié)果如何？O受力分析：

O結(jié)論：N與G相抵消，所以合力為TNGT結(jié)論：做勻速圓周運動的物體，合外力指向圓心，與速度V垂直,只改變速度的方向。OTTTVVVO力與運動分析：做圓周運動的物體所受到的始終指向圓心的合外力，叫向心力。

2.特點：方向始終與V垂直，指向圓心。

是變力3.作用效果：

只改變物體的線速度方向，不會改變線速度的大小一.向心力1.定義：OFFFVVVO（1）物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動GNfF向=F合=f實例分析：（2)圓錐擺GTF合rθ向心力由拉力T和重力G的合力提供。

(3)玻璃球沿碗壁做勻速圓周運動思考：向心力是按照性質(zhì)還是按照作用效果命名的？2、向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個力，或者是某個力的分力，或幾個力的在半徑方向的合力所提供。1、向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，不是性質(zhì)的力,(也可以說不是實際存在的力)受力分析時不要重復(fù)考慮。

4、向心力的來源：

(b)思考：是不是所有的圓周運動的合外力都是向心力，都指向圓心呢？勻速圓周運動的向心力就是物體受到的合外力；非勻速圓周運動的向心力不是物體受到的合外力,而是半徑方向的合力所提供。FG小結(jié)一：圓周運動向心力的特點1．勻速圓周運動：物體其向心力由其所受合外力提供．即F合=F向2．變速圓周運動：合外力并不指向圓心．沿半徑方向的合外力等于向心力，產(chǎn)生向心加速度，改變線速度的方向．沿切線方向的合外力產(chǎn)生切向加速度，改變線速度的大小．例2．關(guān)于向心力，下列說法正確的是（）A．物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了指向圓心的力就是向心力B．向心力不能改變做圓周運動物體速度的大小C．做勻速圓周運動的物體，其向心力是不變的D．做圓周運動的物體，其所受合外力的方向一定是指向圓心猜想：向心力大小可能與_________________因素有關(guān)質(zhì)量、半徑、線速度3、感受向心力的大?。?）手握繩結(jié)A，每秒1周。感受繩子拉力大小。（2）手握繩結(jié)B，每秒1周。感受繩子拉力大小。（3）手握繩結(jié)A，每秒2周。感受繩子拉力大小。（4）換一個物體，手握繩結(jié)A，每秒2周。感受繩子拉力大小。

實驗方法——控制因素（變量）法實驗儀器——向心力演示器1.F與m的關(guān)系保持r、ω一定2.F與r的關(guān)系保持m、ω一定3.F與v的關(guān)系保持r、m一定轉(zhuǎn)動手柄變速塔輪變速塔輪長槽短槽橫臂擋板彈簧測力套筒標尺演示器構(gòu)造原理分析：小球靜止GFNG勻速圓周運動FNF′F原理分析：向心力的大?。篎=mv2/r線速度一定時,向心力與半徑成反比F=mrω2角速度一定時,向心力與半徑成正比根據(jù)r,ω,v,f,T的關(guān)系可知，受力分析向心力來源向心力方程例1．圓周運動向心力分析例3．如圖所示，A、B兩個小球，質(zhì)量相等，用一根輕繩相連，另有一根輕繩的兩端分別連接O點和B點，讓小球繞O點在光滑水平面上以相同的角速度做勻速圓周運動，若OB繩上的拉力為，AB繩上的拉力為，OB=AB，則（）A． B．C． D．·OBA（1）由牛頓第二定律我們知道，力決定加速度，那么向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？（3）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？（2）加速度是描述速度變化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？閱讀后思考：向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量。向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運動定律得到：這個加速度的方向與向心力的方向相同，F(xiàn)向=F合=mω2rF合=ma二、向心加速度1、概念：向心力產(chǎn)生的加速度2、方向：總是沿半徑指向圓心，時刻變化,始終與線速度互相垂直，是一個變加速度。3、意義：描述線速度方向變化快慢的物理量。勻速圓周運動是加速度方向不斷改變的變加速運動4、大小：說明：和也適用于變速圓周運動(瞬時值)關(guān)于勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A、勻速圓周運動是一種勻速運動B、勻速圓周運動是一種勻變速運動C、勻速圓周運動是一種變加速運動D、物體做圓周運動時其向心力不改變線速度的大小CD三、勻速圓周運動的實例分析

①明確做勻速圓周運動物體的圓周軌跡，確定圓心和軌道半徑（定圓心，找半徑，劃軌跡）②對物體進行受力分析，合外力（向心力）方向一定指向圓心③半徑方向列向心力方程：例4．如圖所示，用細線吊著一個質(zhì)量為m的小球，使小球在水平面內(nèi)做圓錐擺運動，擺線長為L，擺線與豎直方向的夾角是，求：（1）擺線的拉力T（2）小球運動的線速度的大?。?）小球運動的角速度和周期例6．如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動。有兩個質(zhì)量相等的小球A、B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平同內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是（） A．A球的線速度必定大于B球的線速度 B．A球的角速度必定小于B球的線速度 C．A球的運動周期必定小于B球的運動周期 D．A球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?．如圖，質(zhì)點以一定速度射入虛線所圈的正方形區(qū)域，在區(qū)域內(nèi)作勻速圓周運動．開始進入時，速度方向與左邊界垂直，經(jīng)過時間t，質(zhì)點從區(qū)域右方射出時的速度方向轉(zhuǎn)過角，質(zhì)點沿垂直射入的速度方向的位移為h，求：（1）質(zhì)點的速率；（2）圓周半徑r．hvv①明確做勻速圓周運動物體的圓周軌跡，確定圓心和軌道半徑（定圓心，找半徑，劃軌跡）（瞬時情況）②對物體進行受力分析，求出半徑方向的合外力即為向心力（瞬時值）③半徑方向列向心力方程：四、變速圓周運動的實例分析例5．如圖為工廠的行車示意圖，設(shè)鋼絲長3m，用它吊著質(zhì)量為2.7t的鑄件，行車以2m/s的速度勻速行駛，當行車突然剎車停止運動時，鋼絲受到的拉力為多大？圓周運動的臨界問題做圓周運動的物體，經(jīng)常會由于速度過大，向心力不夠提供加速度，而做離心運動，達到平衡后再重新做圓周運動。例8．如右圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為θ=30o，一條長為L的繩(質(zhì)量不計)，一端固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小物體(物體可看作質(zhì)點)物體以速率v繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運動，求：(1)當時，求繩對物體的拉力(2)當時，求繩對物體的拉力課堂小結(jié)一、向心力：⑴大?。?/p>

⑵方向：⑶特點：