《陜西省安康市石泉縣高中物理 第2章 研究圓周運(yùn)動(dòng) 2.2 研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（問(wèn)題探究式）課件 滬科版必修2.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《陜西省安康市石泉縣高中物理 第2章 研究圓周運(yùn)動(dòng) 2.2 研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律（問(wèn)題探究式）課件 滬科版必修2.ppt（35頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、第二章 研究圓周運(yùn)動(dòng),第二節(jié) 研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是什么?,那么做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力有何特點(diǎn)？加速度又怎樣呢？,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng),變速曲線運(yùn)動(dòng),,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變,一定受到外力,一定存在加速度,,,復(fù)習(xí)提問(wèn),問(wèn)題探究,一、向心加速度,問(wèn)題探究,地球受到什么力的作用? 這個(gè)力可能沿什么方向?,應(yīng)該受到指向太陽(yáng)的引力作用,問(wèn)題探究,小球受到幾個(gè)力的作用? 這幾個(gè)力的合力沿什么方向?,小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個(gè)力的作用，其合力即為繩子的拉力，其方向指向圓心,一、向心加速度,問(wèn)題探究,加速度的定義式是什么？,a 的方向與v 的方向相同,如何確定v的方

2、向?,速度的變化量v,一、向心加速度,曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的變化量：,,作法：從同一點(diǎn)作出物體在一段時(shí)間的始末兩個(gè)速度矢量v1和v2，從初速度v1的末端至末速度v2的末端所作的矢量就是速度的變化量v .,直線運(yùn)動(dòng)中的速度的變化量：,,v1=3m/s,水平向東; v2=5m/s,水平向東.,v1=5m/s,水平向東; v2=3m/s,水平向東.,,v1,v,,v2,,v = 2m/s,v = -2m/s,一、向心加速度,一、向心加速度,1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體加速度指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度,4、物理意義：描述速度方向變化的快慢,2、符號(hào)：an,3、方向：始終指向圓心,5、說(shuō)明：勻速圓

3、周運(yùn)動(dòng)加速度的大小不變，方向時(shí)刻改變，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)不是勻變速運(yùn)動(dòng)，是變加速運(yùn)動(dòng),指向圓心,一、向心加速度,向心加速度的表達(dá)式：,問(wèn)題探究,一、向心加速度,向心加速度的表達(dá)式：,v不變時(shí)，an與r 成反比,不變時(shí)，an與r 成正比,問(wèn)題探究,一、向心加速度,小球受哪些力？合外力有何特點(diǎn)？,想一想,輕繩栓一小球,在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,看一看,二、向心力,,,,G,FN,,F,小球受力分析：,O,FN與G相抵消，所以合力為F,分析：繩子對(duì)球有指向圓心的力,合力,二、向心力,,O,,,,,F,F,F,v,v,v,,,,,,,O,小球受力分析：,結(jié)論： 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，合外力指向圓心，

4、,與速度v垂直,二、向心力,向心力是不是像重力、彈力、摩擦力那樣按性質(zhì)來(lái)命名的？,【牢記】：向心力是 ，它是物體所受 力的合力.向心力的作用效果是只改變速度的 ， 不改變速度的 .,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力有何特點(diǎn)？,【牢記】：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力大小不變，方向沿半徑指向圓心，方向時(shí)刻變化，是一變力.,效果力,方向,大小,問(wèn)題探究,問(wèn)題探究,二、向心力,2、向心力的方向：,3、向心力的來(lái)源：,向心力不是一種特殊的力，它可能是重力或彈力或摩擦力，或者是某個(gè)力的分力，還可能是它們的合力.,沿半徑指向圓心，即垂直于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向,1、向心力定義：,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的指向圓心的合外力，叫

5、向心力.,方向時(shí)刻發(fā)生變化，是變力.,,,二、向心力,向心力是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，受力分析時(shí)不要把向心力當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的力.,注意：,4、向心力的作用效果:,只改變v的方向,不改變v的大小,為什么？,因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)方向上所受的合外力為0，這個(gè)方向上的加速度也為0，所以速度大小不變，只改變速度方向.,二、向心力,,向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？,驗(yàn)證：,猜想：,可能與m 、r、、v有關(guān),控制變量法,問(wèn)題探究,二、向心力,,向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？,二、向心力,向心力的大?。?F=m2r,由 v=r 得,注意單位,FN rad/s rm vm/s,F=mv2/r,二、向心力,向心加速度,,向心力

6、,牛頓第二定律,,理論推導(dǎo),,,,,,,,,mg,FN,f,摩擦力f 提供了向心力,,實(shí)例分析1,mg,三、學(xué)以致用：實(shí)例分析,,,,,,,,,mg,f,FN,FN提供向心力,,實(shí)例分析2,三、學(xué)以致用：實(shí)例分析,實(shí)例分析3,,,,F合mg tan,豎直方向:FN cosmg 水平方向:F合=m2r,豎直方向：FN cosmg 水平方向：F合=m2 R sin,沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)的小球,三、學(xué)以致用：實(shí)例分析,例題精講,例1、下列關(guān)于向心加速度的說(shuō)法中，正確的是 （ ） A、向心加速度的方向始終與速度的方向垂直 B、向心加速度的方向保持不變 C、在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒定

7、的 D、在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度的大小不斷變化,A,A、受重力、支持力 B、受重力、支持力和指向圓心的摩擦力 C、受重力、支持力、向心力、摩擦力 D、以上均不正確,例2 、如圖所示，小物體A與圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則A的受力情況是（ ）,,B,例題精講,,例3 、如圖所示裝置中，三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r，b點(diǎn)到圓心的距離為r，求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的加速度之比.,例題精講,例4 、 畫(huà)出下列物體所受的向心力,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,F拉,G,F拉,G,N,f,G,N,N,G,,G,,N,F向= F拉,F向,F向= f,,G,,N,F向

8、,F向,F向,例題精講,訓(xùn)練鞏固,1關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的向心加速度方向，下列說(shuō)法 正確的是() A與線速度方向始終相同B與線速度方向始終相反 C始終指向圓心 D始終保持不變,C,2. 如圖所示，為A、B兩質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度隨半徑變化的圖象，其中A為雙曲線的一個(gè)分支，由圖可知 () AA物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變 BA物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變 CB物體運(yùn)動(dòng)的角速度大小不變 DB物體運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變,AC,訓(xùn)練鞏固,3關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力，下列說(shuō)法正確的是 () A向心力是一個(gè)恒力 B因向心力指向圓心，且與線速度垂直，所以它不能改變線速度的大小 C向心力是物體

9、所受的合力 D向心力和向心加速度的方向都是不變的,BC,訓(xùn)練鞏固,4. 如圖所示，一個(gè)大輪通過(guò)皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶和兩輪之間無(wú)滑動(dòng)，大輪的半徑是小輪的2倍，大輪上的一點(diǎn)S與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離是半徑的1/3，當(dāng)大輪邊上P點(diǎn)的向心加速度是12 cm/s2時(shí)，大輪上的S點(diǎn)和小輪邊緣上的Q點(diǎn)的向心加速度分別為多大？,答案aS4 cm/s2aQ24 cm/s2,訓(xùn)練鞏固,5.如圖所示，一小球用輕繩懸掛于O點(diǎn)，將其拉離豎 直位置一個(gè)角度后釋放，則小球以O(shè)點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中小球所需的向心力是 () A繩的拉力 B重力和繩的拉力的合力 C重力和繩的拉力的合力沿繩方向的分力 D繩的拉力和重力沿繩方向

10、的分力的合力,CD,訓(xùn)練鞏固,6.一列火車質(zhì)量為500t，拐彎時(shí)沿著圓弧形軌道前進(jìn)，圓弧半徑為375m，通過(guò)彎道時(shí)車速為54 km/h，火車所需要的向心力是多大？產(chǎn)生的向心加速度是多大？,解：火車拐彎時(shí)v =54km/h=15m/s,m=500t=5105kg.,向心加速度,向心力,7.如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球形碗內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面在水平面內(nèi)。已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為R，求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及碗壁對(duì)小 球的彈力.,,FN,,mg,,x,,y,訓(xùn)練鞏固,向心力,,方向：,總指向圓心，時(shí)刻改變,大?。?F=mr2 ，F(xiàn)=mv2/r,作用效果：,只改變線速度方向，不改變線速度大小。,向心加速度,,方向：,總指向圓心，時(shí)刻改變,大?。?a=r2 ，a=v2/r,物理意義：,描述物體在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向變化快慢的物理量,課堂小結(jié),