科學(xué)探究：向心力 高一下學(xué)期物理魯科版(2019)必修第二冊(cè)

第三章圓周運(yùn)動(dòng)第2節(jié)科學(xué)探究：向心力圖中物體的運(yùn)動(dòng)有何共同點(diǎn)？復(fù)習(xí)回顧1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件？物體受到的合外力方向與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上2.什么是圓周運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周或圓周的一部分——也屬于曲線運(yùn)動(dòng)為什么轉(zhuǎn)動(dòng)桌子上的玻璃板時(shí)，桌上的菜不會(huì)掉下來？餐盤受到哪些力？桌上的餐盤受到重力，支持力，靜摩擦力。靜摩擦力使得餐盤圍著桌子中心轉(zhuǎn)，故不會(huì)掉下來取一根細(xì)繩，一端系一小球，另一端固定在一枚圖釘上，將圖釘釘于水平光滑木板上。勻速直線運(yùn)動(dòng)①用手指沿小球與圖釘連線的垂直方向輕輕彈擊小球，在細(xì)繩未伸直前，小球做什么運(yùn)動(dòng)？圓周運(yùn)動(dòng)②用手指彈擊小球，方向同上，加大彈擊力度，使小球運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)繩伸直。細(xì)繩伸直后，小球做什么運(yùn)動(dòng)？小球受哪些力，合力由哪些力提供？小球?yàn)楹巫鰣A周運(yùn)動(dòng)？重力、支持力、拉力；合力就是繩子的拉力；拉力始終指向圓心，使得小球做圓周運(yùn)動(dòng)一、向心力1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定受到指向圓心的力的作用，這個(gè)力稱為向心力。2.作用：只改變速度方向，不改變速度大小3.注意：向心力是效果力，可能是彈力、重力、摩擦力，也可能是某幾個(gè)力的合力。受力分析時(shí)不能多出一個(gè)向心力一繩子拉著一個(gè)小球，小球水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，下列對(duì)小球受力的說明，誰理解得對(duì)？小球受重力、拉力和向心力小球受拉力、重力。兩者的合力提供向心力√向心力一定等于物體所受的合外力嗎？1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)合力提供向心力2.非勻速圓周運(yùn)動(dòng)（線速度大小會(huì)改變）合力沿半徑方向的分力提供向心力，用來改變線速度方向；沿切線方向的分力用來改變線速度大小月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力由誰提供？由地球?qū)υ虑虻囊μ峁┪矬w受到的向心力大小與哪些因素有關(guān)呢？二、探究影響向心力大小的因素實(shí)驗(yàn)裝置

2.實(shí)驗(yàn)器材：向心力演示器、小球3.實(shí)驗(yàn)原理與設(shè)計(jì)：勻速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，可使塔輪、長槽和短槽勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的小球也就隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。擋板對(duì)小球的作用力提供了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。同時(shí)，小球擠壓擋板的力使擋板另一端壓縮測(cè)力套筒的彈簧，壓縮量可以從標(biāo)尺上讀出，該讀數(shù)即顯示了向心力的大小4.實(shí)驗(yàn)步驟：①把兩個(gè)質(zhì)量不同的小球分別放在長槽和短槽上，調(diào)整塔輪上的皮帶和小球位置，使兩球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑和角速度都相同，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，觀察向心力的大小與質(zhì)量的關(guān)系②換兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，使兩球的角速度相同。再增大長槽上小球的半徑，使兩球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，觀察向心力的大小和半徑的關(guān)系5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論

三、向心加速度1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力的作用，存在一個(gè)由向心力產(chǎn)生的加速度，這個(gè)加速度稱為向心加速度2.方向：始終指向圓心

1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力為0（）2.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心加速度恒定（）3.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心加速度大小恒定，但方向時(shí)刻變化，所以是非勻變速運(yùn)動(dòng)（）判一判

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速