匀速圆周运动向心力和向心加速度(公开课).ppt

第二节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度,短道速滑运动员过弯,链球比赛,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，体验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,请同学们讨论:,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？,1、向心力,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。,说明：向心力是效果力，只能由其他力 或者合力提供,向心力的方向：,向心力的作用：,始终指向圆心， 与线速度方向垂直,只改变线速度的方向而不改变其大小,2、匀速圆周运动的条件： 合外力提供向心力,猜想：向心力的大小跟那些因素有关？,继续前面抡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,3、探究向心力F与质量m、半径r、角速度,设计思路：控制变量,保持r与不变，探究F与m的关系 保持m与不变，探究F与r的关系 保持r与m不变，探究F与的关系,1用质量比为2:1的钢球和铝球，运动半径r和角速度均相同， 观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正比,2当m、相同时，半径比为2:1， 向心力的比值也为2:1，因此F与半径r成正比,3当m、r相同时，角速度比值为2:1， 向心力的比值为4:1，因此F与角速度的平方成正比.,结论： 向心力的大小与物体的质量m、圆周半径R、转动角速度的平方成正比 即：,相关推论：,推导: 向心加速度的大小与方向,根据牛顿第二定律: F合= m a,或,a与r究竟是成正比呢，还是成反比？,想一想,课 堂 小 结,一、 向心力： 大小： 方向： 沿半径指向圆心,是变力 特点： F v , 方向不断变化 来源： 重力、弹力、摩擦力或几个力沿半径方向 的合力,F=mr2,二、 向心加速度: 大小: a = r2 或 方向: 沿半径指向圆心，方向不断 变化，是变加速运动。 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。,