56向心力课件.ppt

5.6 向心力1.1.向心加速度：向心加速度：任何做匀速圆周运动的物体任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向的加速度都指向圆心，这个加速度叫做向心加速度心加速度2.2.向心加速度的方向：向心加速度的方向：始终始终指向圆心指向圆心 3.3.向心加速度大小：向心加速度大小： 或或一、向心力一、向心力1.1.定义：定义：物体做物体做匀速圆周运动匀速圆周运动所受力的所受力的合力始终指向圆心，这个合力叫做向心合力始终指向圆心，这个合力叫做向心力力（用（用F Fn n表示）F合合＝＝Fn3 3. .作用：作用：只改变只改变线速度的方向（或产线速度的方向（或产生向心加速度）生向心加速度）2 2. .方向方向：：始终始终指向圆心指向圆心且与速度方向垂且与速度方向垂直直4.4.向心力的大小向心力的大小Fn= =m v2rFn= =m rω2F合合＝＝man向心力大小与向心力大小与多个物理量有多个物理量有关，在分析向关，在分析向心力与某一物心力与某一物理量的关系时，理量的关系时，要注意什么？要注意什么？当当m、、v不变时，不变时，Fn与与r成反比；成反比；当当m、、r不变时，不变时，Fn与与v成正比。

成正比当当m、、ω不变时，不变时，Fn与与r成正比；当成正比；当m、、r不变时，不变时，Fn与与ω成正比能否利用实能否利用实验粗略地验验粗略地验证向心力的证向心力的表达式？表达式？F合合＝＝Fnan = = v2r1 1、实验的基本原理？、实验的基本原理？从运动的角度求得从运动的角度求得F Fn n ；；从受力的角度求得从受力的角度求得F F合合 ；；将将F Fn n 和和F F合合 进行比较进行比较2 2、实验需要的器材？、实验需要的器材？钢球、细线、画有同心圆的钢球、细线、画有同心圆的白纸、天平、秒表、直尺白纸、天平、秒表、直尺r rO'O'O Oθl lh hF FT TG GF F合合3 3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？F F合合＝＝mg tanθmg tanθ小球所需小球所需向心力向心力F Fn n= =m m v v2 2r rm m？？r r？？v v？？θθ？？m m、、r r、、转转n n圈数所用时间圈数所用时间t t、、h hrO'Oθlh1 1 1 1、、、、h h h h 并不等于纸面距并不等于纸面距并不等于纸面距并不等于纸面距悬点的高度悬点的高度悬点的高度悬点的高度2 2 2 2、小球与纸面不能接、小球与纸面不能接、小球与纸面不能接、小球与纸面不能接触触触触3 3 3 3、测、测、测、测 t t t t 时不能太久时不能太久时不能太久时不能太久4 4 4 4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动注意注意：：3 3、、向心力的大小向心力的大小2 2、、向心力的作用效果：改变速度的方向向心力的作用效果：改变速度的方向1 1、、向心力的方向：指向圆心向心力的方向：指向圆心4 4、、向心力的来源向心力的来源Fn= =m v2rFn= =m rω2Fn = =m r 4π2T 2在匀速圆周运动中，合力充当向心力在匀速圆周运动中，合力充当向心力随堂小结随堂小结飞机在水平面内盘旋飞机在水平面内盘旋O'θωωmOθlm竖直方向：竖直方向：FT cosθ＝＝mg水平方向：水平方向：F合合= =mω2l sinθ竖直方向：竖直方向：F升升 cosθ＝＝mg水平方向：水平方向：F合合= =mω2rOrFTmgF合合mgF合合F升升θ几种常见的圆周运动几种常见的圆周运动几种常见的圆周运动几种常见的圆周运动θO'ORωθωθmm竖直方向：竖直方向：FN cosθ＝＝mg水平方向：水平方向：F合合= =mω2rOr竖直方向：竖直方向：FN cosθ＝＝mg水平方向：水平方向：F合合= =mω2 R sinθmgFNF合合mgFNF合合ωmgFN物体相对转盘静止，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动随盘做匀速圆周运动rF静静竖直方向：竖直方向：FN＝＝mg水平方向：水平方向：F合合= =F静静= =mω2r谁充当向谁充当向心力？心力？静摩擦力静摩擦力指向圆心指向圆心变速圆周运动变速圆周运动 FOFnFt改变速度的大小改变速度的大小改变速度的方向改变速度的方向因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方因为法向分力的作用效果不改变速度大小，只改变速度方向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向向，这是物体做圆周运动的原因，我们把这个力也叫做向心力，它产生的加速度也叫做向心加速度。

切向分力产生心力，它产生的加速度也叫做向心加速度切向分力产生的加速度叫做切向加速度的加速度叫做切向加速度 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动以称为一般曲线运动r1r2一般曲线运动一般曲线运动各个地方的弯各个地方的弯曲程度不一样，曲程度不一样，如何研究？如何研究？把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧这些圆弧的弯曲程度不一样，表看作一小段圆弧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分析质点经过曲线明它们具有不同的曲率半径在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理1.1.向心力的概念：指向圆心向心力的概念：指向圆心的的合外力合外力 2.2.向心力的方向：总是指向向心力的方向：总是指向圆心圆心，与速度，与速度垂直，时刻变化垂直，时刻变化4.4.向心力的来源：向心力的来源：3.3.向心力的效果：向心力的效果：只改变只改变速度速度方向方向，，不改变不改变速度速度大小 可以由重力、弹力、摩擦力中的可以由重力、弹力、摩擦力中的某一个力某一个力，，或是或是某个力的分力某个力的分力，或，或几个力的合力几个力的合力所提供。

所提供5.5.大小：大小：说明：向心力是根据效果命名的说明：向心力是根据效果命名的合外力合外力，，受力分析时受力分析时不加不加向心力向心力1.1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是（　中，正确的是（　 ））A A．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力．物体除受到其他的力外还要受到一个向心力B B．物体所受的合外力提供向心力．物体所受的合外力提供向心力C C．向心力是一个恒力．向心力是一个恒力D D．向心力的大小一直在变化．向心力的大小一直在变化B B2.2.做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（做匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定（ ））A A．跟其角速度的平方成正比．跟其角速度的平方成正比 B. B. 跟其线速度的平方成正比跟其线速度的平方成正比C C．跟其运动的半径成反比．跟其运动的半径成反比 D D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比D D3.3.甲乙两物体都做匀速圆周运动甲乙两物体都做匀速圆周运动, ,其质量之比为其质量之比为1∶2,1∶2,转转 动半径之比为动半径之比为1∶2,1∶2,在相同时间内甲转过在相同时间内甲转过4 4周，乙转过周，乙转过3 3周。

则它们的向心力之比为（周则它们的向心力之比为（ ））A.1∶4 A.1∶4 B.2∶3 B.2∶3 C.4∶9C.4∶9 D.9∶16D.9∶16C C4.4.一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运一个小球在竖直放置的光滑圆环的内侧槽内做圆周运动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的动，如图所示，则关于小球加速度的方向的说法中正确的是（是（ ））A A．一定指向圆心．一定指向圆心B B．一定不指向圆心．一定不指向圆心C C．只有在最高点和最低点时指向圆心．只有在最高点和最低点时指向圆心D D．不能确定是否指向圆心．不能确定是否指向圆心A Av v5.5.长度为长度为L=0.5mL=0.5m的轻质细杆的轻质细杆OAOA，，A A端有一质量为端有一质量为m=3.0kgm=3.0kg的小球，如图所示，小球以的小球，如图所示，小球以O O点为圆心在竖直平面内做圆点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s2.0m/s，，g g取取10m/s10m/s2 2，，则此时细杆则此时细杆OAOA受到（受到（ ））A A．．6.0N6.0N的拉力的拉力 B B．．6.0N6.0N的压力的压力C C．．24N24N的拉力的拉力 D D．．24N24N的压力的压力B BA A6.6.设地球质量为设地球质量为M M＝＝6.06.0××10102424kgkg，公转周期，公转周期T T＝＝365365天，地天，地球中心到太阳中心的距离为球中心到太阳中心的距离为r r＝＝1.51.5××10101111m m，试根据以上数，试根据以上数据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的据计算地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。

向心力答案：答案：5.955.95××1010-3-3m/sm/s2 2 3.57 3.57××10102222N N。