1、2022-9-275.6 5.6 向心力向心力5.6 向心力所受合外力所受合外力_ 什么是匀速圆周运动？什么是匀速圆周运动？“匀速匀速”的含义是什么？的含义是什么？匀速圆周运动是匀速圆周运动是_速速曲线运动曲线运动变变运动状态改变一定不等于零一定不等于零 那么那么匀速圆周运动匀速圆周运动物体所受的物体所受的合外合外力力有何特点？有何特点？2022-9-27实例物体做圆周运动一定受到力的作用物体做圆周运动一定受到力的作用2022-9-27vFvFvF人人 造造 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行OGNF小球受力分析：小球受力分析：ON与G相平衡，所以合力为FOFFFVVVO结论：结论：物体
2、做匀速圆物体做匀速圆周运动，合外力周运动，合外力指向圆指向圆心心，且且与与_垂直垂直速度速度V2022-9-27一、向心力一、向心力1、定义：、定义：做匀速圆周运动的物体所受到的做匀速圆周运动的物体所受到的指向指向圆心的合外力，圆心的合外力，这个合力就是向心力这个合力就是向心力。2、作用效果：、作用效果：只只改变线速度的方向，不改变线速度的大小改变线速度的方向，不改变线速度的大小（或产生向心加速度）。（或产生向心加速度）。nnmaF 2022-9-27（1）向心力是根据力的向心力是根据力的作用效果来命名作用效果来命名的，它的，它不是具有确定性质的某种力。不是具有确定性质的某种力。（2）向心力通
3、常由重力、弹力、摩擦力中的某向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个力的合力、某个力的分力所提一个力，或几个力的合力、某个力的分力所提供。即，供。即，对物体受力分析时不能考虑向心力对物体受力分析时不能考虑向心力。理解注意理解注意2022-9-27 向心力的方向向心力的方向始终指向圆心始终指向圆心，（与线速，（与线速度方向垂直）它的方向时刻在变化，所以度方向垂直）它的方向时刻在变化，所以向向心力是变力心力是变力。3、方向：、方向：4、大小：、大小：Fn=m v2rFn=m2r2022-9-27rOh小球受到哪些力的作用？小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？向心力由什么力提供？GF
4、合F分析得出分析得出:向心力由拉力向心力由拉力F F和重力和重力G G的合力提供。的合力提供。实验：实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式用圆锥摆粗略验证向心力的表达式tanmgFF合向2022-9-272022-9-27G GF Ff fF FN N2022-9-27OORmmOrmgFNF合合mgFNF合合F合合mg tan竖直方向竖直方向:FN cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R n沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球2022-9-27归纳：向心力的来源归纳：向心力的来源向心力向
5、心力是一种是一种效果力效果力，它可以是某一个，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。合力，也可以是某个力的分力。受力分析时受力分析时,不不能多出一个向能多出一个向心力。心力。图图2例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别由什么力提供？别由什么力提供？、人造地球卫星绕地球运动时；、人造地球卫星绕地球运动时；万有引力万有引力小球在光滑的水平桌面上运动；小球在光滑的水平桌面上运动；(如图如图1)小球在水平面内运动；小球在水平面内运动；(如图如图2)图图1细绳的拉力细绳的拉力小球重力和绳拉力的
6、合力小球重力和绳拉力的合力2022-9-27rrvarmrvmam22n22nnn得：且由FF1、定义：、定义：任何做匀速圆周运动的物体的加速度任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向都指向圆心圆心，这个加速度叫做向心加速度。，这个加速度叫做向心加速度。2、方向：、方向：向心加速度的方向总是向心加速度的方向总是沿着半径指向沿着半径指向圆心圆心，跟改点的线速度方向垂直跟改点的线速度方向垂直，向心加速度的向心加速度的方向时刻改变方向时刻改变。3、大小：、大小：2022-9-271、特点：、特点：线速度大小不变，方向时刻改变。线速度大小不变，方向时刻改变。角速度、周期、转速都恒定不变。角速度、周期、转
7、速都恒定不变。向心加速度和向心力大小都不变，向心加速度和向心力大小都不变，但方向时刻改变。但方向时刻改变。2、性质：、性质：线速度仅大小不变，方向时刻改变，线速度仅大小不变，方向时刻改变，是是变速运动变速运动。GGN NF F合力合力全部全部 提供向心力提供向心力2022-9-27 如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？当沿圆周运动的物体所受的当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆合力不指向圆心时心时，物体做，物体做变速圆周运动变速圆周运动。2022-9-27OFnFtvF合合速度减小速度减小的圆周
8、运的圆周运动动OFnFtF合合v速度增大的速度增大的圆周运动圆周运动变变速速圆圆周周运运动动2022-9-27一一般般曲曲线线运运动动运动轨迹既不是直线也不是圆周运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为的曲线运动称为一般曲线运动一般曲线运动。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可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的一样，表明它们具有不同的曲率半径曲率半径。在分析。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周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行处理。运动的分析方法进行处理。2022-9-27rmrvmFF22w 合合向向合合向向FF 向向合合n n2022-9-27B B例例12022-9-27C C例例22022-9-27G GF Ff fF FN Nrg例例3
