高中教科版 (2019)2 勻速圓周運動的向心力和向心加速度優(yōu)秀課件ppt

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線速度的大小處處相等的圓周運動叫做勻速圓周運動
勻速圓周運動的速度方向在不斷變化
做勻速圓周運動的物體所受合外力不為零
思考：一個小球在細線的牽引下，繞桌面上的圖釘做勻速圓周運動（小球與桌面上的阻力很小，可以忽略不計）。小球受到哪幾個力作用？什么力使小球做勻速圓周運動？該力的方向指向何方？
FN與G相平衡，所以合力為F,方向指向圓心。產(chǎn)生了什么效果？
②作用效果：只改變速度的方向，不改變速度大小
④向心力的來源：是根據(jù)力的作用效果來命名的，是效果力；它不是具有確定性質(zhì)的某種力。它可以是某一個力，或者是幾個力的合力來提供了向心力。
①方向:始終指向圓心且與速度方向垂直,方向時刻改變。
定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力（用Fn表示）。
幾種常見的勻速圓周運動
物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運動
探究向心力大小的表達式
1.定性實驗：感受向心力
（1）沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。
初步結(jié)論：向心力的大小與物體的質(zhì)量、角速度（轉(zhuǎn)到快慢）、軌道半徑等因素有關(guān)系。
（2）依次改變沙袋質(zhì)量、沙袋轉(zhuǎn)動的速度、繩的長度等，感受向心力的變化。
2. 定量實驗：向心力Fn的大小與物體的質(zhì)量m、角速度ω、軌道半徑r有怎樣的關(guān)系呢？
實驗過程：控制變量的方法
（1）在角速度、軌道半徑不變的條件下，探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系：
實驗結(jié)論：在ω、r不變的條件下， Fn ∝ m
（2）在角速度、質(zhì)量不變的條件下，探究向心力與軌道半徑的關(guān)系：
實驗結(jié)論：在ω、m不變的條件下， Fn ∝ r
（3）在質(zhì)量、軌道半徑不變的條件下，探究向心力與角速度的關(guān)系：
實驗結(jié)論：在m、r不變的條件下， Fn ∝ ω2
精確的實驗表明，向心力的大小可以表示為：Fn＝mω2r
豎直方向:FN csθ＝mg水平方向:F合=mω2r
豎直方向：FN csθ＝mg水平方向：F合=mω2 R sinθ
沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運動的小球
三、勻速圓周運動實例練習(xí)
做變速圓周運動的物體所受的力(鏈球運動)
勻速圓周運動所受的合力方向始終指向圓心,充當向心力；如果一個沿圓周運動的物體所受的合力方向不指向圓心，還能做勻速圓周運動嗎？
當沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。
切向力Ft ：垂直半徑方向的力向心力Fn ：沿著半徑（或指向圓心）的力
產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小
產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向
合力不指向圓心（ F合 ≠ Fn ）
變速圓周運動（v大小變化）
一個小球在光滑豎直圓軌道內(nèi)做圓周運動。小球受到哪幾個力作用？小球是不是做勻速圓周運動？
四、變速圓周運動實例練習(xí)
運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般曲線運動。
一般曲線運動各個地方的彎曲程度不一樣，如何研究？
把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點經(jīng)過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進行處理。
F向是F合的指向圓心方向的分力Fn
向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。 物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。
1、關(guān)于向心力說法中正確的是（ ）A、物體由于做圓周運動而產(chǎn)生的力叫向心力；B、向心力不改變速度的大小；C、做勻速圓周運動的的物體所受向心力是不變的；D、向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力
2、用細線拴住一球做勻速圓周運動，下列說法中正確的是（ ）
A.在線速度一定情況下，線越長越易斷
B.在線速度一定情況下，線越短越易斷
C.在角速度一定情況下，線越長越易斷
D.在角速度一定情況下，線越短越易斷
4、甲乙兩物體都做勻速圓周運動,其質(zhì)量之比為1∶2,轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2,在相同時間內(nèi)甲轉(zhuǎn)過4周，乙轉(zhuǎn)過3周.則它們的向心力之比為（ ）A.1∶4 B.2∶3 C.4∶9 D.9∶16
3、在光滑的橫桿上穿著兩質(zhì)量不同的兩個小球，小球用細線連接起來，當轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是( )A．兩小球速率必相等B．兩小球角速度必相等C．兩小球加速度必相等D．兩小球到轉(zhuǎn)軸距離與其質(zhì)量成反比
5、如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）
解析：小橡皮受力分析如圖。
小橡皮恰不下落時，有： Ff=mg其中：Ff=μFN而由向心力公式： FN=mω2r解以上各式得：