1、圆周运动第六节第六节 向心力向心力3.向心加速度大小：向心加速度大小：或或an 哪来的？哪来的？即即an 是如何是如何产生的？产生的？根据牛顿第二定律可知物体一定根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力，这个合受到了指向圆心的合力，这个合力叫做力叫做向心力向心力。an=v2ran=r26 向心力1 1、定义：做匀速圆周运动的物体所受定义：做匀速圆周运动的物体所受到的到的指向圆心指向圆心的的合力合力，即产生向心加，即产生向心加速度的力叫向心力。速度的力叫向心力。3 3、方向：始终指向圆心方向：始终指向圆心(与与v 垂直或与半垂直或与半径垂直径垂直););是变力是变力 2 2、符号：符号：
2、FnFn=m v2rFn=m2rF合合manF合合Fnan=v2rOF引引F合合F引引 Fn在匀速圆周运动中，合力提供向心力在匀速圆周运动中，合力提供向心力OmgFNFfOmgFN提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFN+mgTGF合合说说明明1 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时外受到的一个力；受力分析时,不能多出一个不能多出一个向心力。向心力。F合合Fn2 2、向心力的、向心力的来源来源：物体所受的：物体所受的合力提供合力提供了物体了物体做匀速圆周运动做匀速圆周运动所需的向心力所需的向心力。（可以是重力、。（可以
3、是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）弹力、摩擦力等各种性质力的合力）在匀速圆周运动中，合力提供向心力在匀速圆周运动中，合力提供向心力注意注意：向心力是根据力的作用效果命名的力，并不是一种新的性质的力。当物体做匀速圆周运动时，就必须对物体进行正确的受力分析，判断是什么力提供了向心力.FNmgF静静 转盘转盘OOFTmgF合合 圆圆 锥锥 摆摆rmgF静静OFN 滚滚 筒筒OrmgFNF合合 圆台筒圆台筒Fn=m v2rFn=m2rF合合man能否利用实验粗能否利用实验粗略地验证向心力略地验证向心力的表达式的表达式？an=v2r1、实验的基本原理？、实验的基本原理？从运动学的角度求得从运动学的
4、角度求得Fn；从；从受力的角度求得受力的角度求得F合合；将将Fn 和和F合合 进行比较进行比较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rOOlhFTGF合合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合合mgtan小球所需小球所需向心力向心力Fn=m v2rm、r、转转n圈所用时间圈所用时间t、hrOOlh1、h 并不等于纸面距并不等于纸面距悬点的高度悬点的高度2、小球与纸面不能接触、小球与纸面不能接触3、测、测 t 时不能太久时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀
5、速圆周运动、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动FO做变速圆周运动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力FFnFtF Ft t 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小F Fn n 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向加速OO思思考考FnFtF合合vFnFtvF合合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速度减小的速度减小的圆周运动圆周运动匀速圆周匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合指向圆心；如果
6、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？力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做物体做变速圆周变速圆周运动。运动。切向力切向力Ft ：垂直半径方向的分力：垂直半径方向的分力向心力向心力Fn：沿着半径（或指向圆心）的分力：沿着半径（或指向圆心）的分力产生切向加速度，改变速度的大小产生切向加速度，改变速度的大小产生向心加速度，改变速度的方向产生向心加速度，改变速度的方向3 3、向心力的大小、向心力的大小2 2、向心力的作用效果：、向心力的作用效果：1 1、向心力的方向：向心力的方向：4 4
7、、变速圆周运动中的合力并非向心力、变速圆周运动中的合力并非向心力Fn=m v2rFn=m r2Fn=m r 42T 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指向圆心指向圆心改变速度的方向改变速度的方向匀速圆周运动GGN NF F变速圆周运动合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFtF合合v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，每一段都把一般曲线分
8、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曲率半径。在分析一样，表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。向心力向心力.mpg.mpg大小大小作用效果作用效果:只改变速度的方向只改变速度的方向方向方向:始终指向圆心始终指向圆心(与与v v 垂直垂直););是变力是变力来源来源:合力提供向心力合力提供向心力(匀速圆周运动中匀速圆周运动中)Fn=m v2rFn=m2rFn=m r 42T 2谢谢观看THE END
