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物理高中物理必修256向心力

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常见问题

1、第七节：向心力,（1）做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。,（2）做匀速圆周运动的物体的受力有什么特点？,问题讨论：,2、方向：,1、定义：,一、向心力,做匀速圆周运动的物体受到的合外力指向圆心的，这个力叫做向心力。,总指向圆心，与速度垂直，方向不断变化。,二、向心力的大小,只改变速度的方向，不改变速度的大小。,实验,用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,1.实验原理,F合=mgtan,G,F,F合,Fn=m2r,问题讨论,1、如何测量tan? 2、如何测量？ 3、如何测量半径？,2.测量问题,小球质量,匀速圆周运动周期,悬挂点到圆心竖直高度 ,天平,秒表,刻度尺,匀速圆周运动半径,刻度尺,问题讨论,1、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径？ 2、如何测出悬点与球心的竖直高度？,3.实验过程,分组讨论简要叙述本实验的步骤,实验,用圆锥摆粗略验证向心力的表达式,图1,细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动（如图1），随即手与钢球分离。,2.在图1中

2、测出钢球(以球心为准)到悬点的竖直高度h，从图2钢球受力情况可知，合力 F=mgtan=mgr/h；,图2,1.用秒表或手表记录钢球运动n圈的时间t，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径r，则线速度 v=2nr/t 可求。用天平测出钢球质量m，则向心力 F=mv2/r；,3比较上述向心力F和合力F，得出实验结论。,验证方法：,图1,想一想：研究多个变量之间的关系应用什么方法？做一做：完成课本P-22页小实验。,实验体会-做一做感受向心力F与m、r、的关系,轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？,O,向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、绳子的拉力的合力提供。,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,F向= F合= F,物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动,F向= F合= Ff,由小球受到的重力、支持力、静摩擦力三个力的合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力Ff,G,FN,Ff,小球向心力的来源?,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源?,物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持

3、力。,匀速圆周运动实例分析向心力的来源,F合mg tan,竖直方向:N cosmg 水平方向:F合=m2r,竖直方向：N cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球,总结：,向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。,向心力的来源：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。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。,向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。,三、变速圆周运动和一般曲线运动,阅读课本P24思考回答以下问题：变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？怎么分析研究一般的曲线运动？,做变速圆周运动的物体所受的力(链球运动),F,Fn,Ft,at,改变速度的大小,改变速度的方向,Fn,Ft,an,a起着改变速度大小、方向的作用,把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可

4、以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。,2、处理一般曲线运动的方法：,匀速圆周运动：,非匀速圆周运动：,F向是F合的指向圆心方向的分力Fn,向心力的来源：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。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。,小结,例1：关于向心力说法中正确的是（） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力,B,练习,2、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）,A.在线速度一定情况下，线越长越易断,B.在线速度一定情况下，线越短越易断,C.在角速度一定情况下，线越长越易断,D.在角速度一定情况下，线越短越易断,BC,2.质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成角，则以下正确的是 A.摆球受重力、拉力和向心力的作用 B.摆球只受重力、拉力的作用 C.摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtan D.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtan,BCD,

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