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1、C 向心力向心力 向心加速度向心加速度第一部分 匀速圆周运动轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 OGN F小球受力分析：小球受力分析： ON与与G相抵消，所相抵消，所以合外力为以合外力为F由此可见，做匀速圆周运动的物体需要力，这由此可见，做匀速圆周运动的物体需要力，这个力就作用效果而言，叫做向心力。个力就作用效果而言，叫做向心力。 OFFFvvvO小球受力分析：小球受力分析： 做匀速圆周运动的物做匀速圆周运动的物体必须受到一个方向体必须受到一个方向时刻改变，且总是指时刻改变，且总是指向圆心的向心力的作向圆心的向心力的作用，且向心力的方向用，且向心力的方向与线速度方向垂直！与线速度方向垂
2、直！ 理解向心力的注意点理解向心力的注意点 （centripetal force）1向心力是一个按效果命名向心力是一个按效果命名的力。向心力并不是一种新的力。向心力并不是一种新的力，它是物体做匀速圆周的力，它是物体做匀速圆周运动时受到的合外力，即运动时受到的合外力，即F=F向向。总之总之物体做圆周物体做圆周运动受到的合外力就是物体运动受到的合外力就是物体做圆周运动所需的向心力！做圆周运动所需的向心力！2向心力的方向总是沿半径指向圆心，方向时刻向心力的方向总是沿半径指向圆心，方向时刻在改变。在改变。因此向心力是变力；因此向心力是变力； 3向心力的作用效果只改变线速度的方向，不改向心力的作用效果只
3、改变线速度的方向，不改变线速度的大小变线速度的大小 ； 课堂例题1 如下图所示，小物体如下图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是的受力情况是（ ）A受重力、支持力；受重力、支持力；B受重力、支持力和指向圆心的摩擦力；受重力、支持力和指向圆心的摩擦力；C重力、支持力、向心力、摩擦力；重力、支持力、向心力、摩擦力；D以上均不正确。以上均不正确。BGNf分析：对做匀速圆周运动的物体进分析：对做匀速圆周运动的物体进行受理情况分析时，向心力不会出行受理情况分析时，向心力不会出现！此题中指向圆心的摩擦力即提
4、现！此题中指向圆心的摩擦力即提供了物体做匀速圆周运动所需的向供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。心力。 课堂例题1解析 物体物体A在水平台上，其受重力在水平台上，其受重力 G竖直向下，支持力竖直向下，支持力N竖直竖直向上，且两力是一对平衡力向上，且两力是一对平衡力 至于物体至于物体A是否受摩擦力，方向如何，由运动状态分析是否受摩擦力，方向如何，由运动状态分析才知道才知道 由于由于A随圆台作圆周运动，故其必须受到向心力作用，随圆台作圆周运动，故其必须受到向心力作用，G与与N不能提供向心力，只有力受摩擦力不能提供向心力，只有力受摩擦力 f 且指向圆心充当向且指向圆心充当向心力，才能使物体有向心力而
5、作匀速圆周运动，心力，才能使物体有向心力而作匀速圆周运动， 所以所以B正确正确向心力的大小： 点击右图观看实验视频点击右图观看实验视频猜想：猜想：F向向可能与可能与m、r、有关有关观察实验方法方法: :控制变量法控制变量法1.保持m、一定2.保持r、一定3.保持r、m一定结论结论: :F m r2各量均用国际制单位表示，则各量均用国际制单位表示，则k=1FrFmF2rkmF2rmF2向 向心力的大小向心力的大小 ：2mrF rvmF2或向心力大小与多个变量有关因此在分析问题时，一定要利用控制变量的方法来处理即在设定其他量不变的条件下，来分析所需向心力与某一变量的关系 课堂例题2 请用所学知识，
6、推导出向心力与周期的关系式。 222242TrmrTmrmF向解：解：Homework 向心力向心力训练卷一张训练卷一张注意：做题前请务必先看注意：做题前请务必先看“要点提示要点提示”！向心加速度向心加速度（centripetal acceleration） 注意点：注意点：1.向心加速度方向总是跟线速度方向垂直，且沿着半径向心加速度方向总是跟线速度方向垂直，且沿着半径指向圆心；指向圆心；2.向心加速度方向时刻变化！向心加速度方向时刻变化！3.向心加速度是描述线速度方向变化的物理量。向心加速度是描述线速度方向变化的物理量。4.匀速圆周运动中，向心加速度大小不变，方向时刻变匀速圆周运动中，向心加
7、速度大小不变，方向时刻变化！化！向心加速度大小向心加速度大小： 2ra rva2或或课堂例题3 要使一个质量为要使一个质量为3kg的物体，在半径为的物体，在半径为2m的的圆周上以圆周上以4m/s的速度做匀速圆周运动，求物的速度做匀速圆周运动，求物体的向心加速度和所需向心力的大小。体的向心加速度和所需向心力的大小。 NNmaF2483向向； 22/8216smrva向解：解：课堂小结： 做匀速圆周运动的物体必须受到向心力作用。向心力做匀速圆周运动的物体必须受到向心力作用。向心力的大小等于的大小等于 。向心力的方向。向心力的方向时刻变化，且沿着半径指向圆心；时刻变化，且沿着半径指向圆心； 向心力是
8、一个按效果命名的力。向心力并不是一种新向心力是一个按效果命名的力。向心力并不是一种新的力，它是物体做匀速圆周运动时受到的合外力，即的力，它是物体做匀速圆周运动时受到的合外力，即F=F向向。 向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，大向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量，大小等于小等于 。向心加速度方向时刻变化，。向心加速度方向时刻变化，总是跟线速度的方向垂直，且沿着半径指向圆心。总是跟线速度的方向垂直，且沿着半径指向圆心。22224TrmrvmrmF向22224Trrvra向课堂例题4物体在做匀速圆周运动时，下列哪组物理量物体在做匀速圆周运动时，下列哪组物理量是保持不变的（是保持不变
9、的（ ）A. 向心力、线速度、周期；向心力、线速度、周期；B. 线速度、转速、向心加速度；线速度、转速、向心加速度；C. 周期、角速度、转速；周期、角速度、转速；D. 角速度、向心力、向心加速度。角速度、向心力、向心加速度。C分析：在匀速圆周运动中不变的物理量是周期、转速、分析：在匀速圆周运动中不变的物理量是周期、转速、角速度；在匀速圆周运动中时刻变化的物理量是线速角速度；在匀速圆周运动中时刻变化的物理量是线速度、向心力、向心加速度。度、向心力、向心加速度。课堂例题5 物体在水平面内沿半径物体在水平面内沿半径R=20cm的轨道做匀速的轨道做匀速圆周运动，线速度大小为圆周运动，线速度大小为0.2
10、m/s，那么向心加，那么向心加速度大小是速度大小是_，它的角速度为，它的角速度为_，它的周期是它的周期是_。0.2m/s21rad/s6.28s课堂例题6 如图所示的传动装置中，如图所示的传动装置中，B、C两轮固定在一起绕同两轮固定在一起绕同一轴转动，一轴转动，A、B两轮用皮带传动，三轮的半径关系两轮用皮带传动，三轮的半径关系rA=rC=2rB。若运行中皮带不打滑，求：。若运行中皮带不打滑，求：(1) A 、 B、C两轮边缘的两轮边缘的a、b、c三点的线速度之比三点的线速度之比va:vb :vc =_;(2) a、b、c三点的角速度之比三点的角速度之比a:b:c=_；(3) a、b、c三点的向
11、心加速度之比等于三点的向心加速度之比等于_。ABCabc1：1：21：2：21：2：4动手练习1如图所示，匀速转动的桶内有物体如图所示，匀速转动的桶内有物体a紧贴着紧贴着竖直壁与圆筒一起做匀速圆周运动，则此时竖直壁与圆筒一起做匀速圆周运动，则此时物体物体a受力情况是（受力情况是（ ）A. 重力和弹力；重力和弹力；B. 重力、弹力和向心力；重力、弹力和向心力；C. 重力、弹力和摩擦力；重力、弹力和摩擦力；D. 重力、弹力、摩擦力和向心力。重力、弹力、摩擦力和向心力。OOaC分析：对做匀速圆周运动的物体进行受理情况分析时，分析：对做匀速圆周运动的物体进行受理情况分析时，向心力不会出现！此题中指向转
12、动轴（圆心）的弹力即向心力不会出现！此题中指向转动轴（圆心）的弹力即提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。 GfN动手练习2 如图所示是皮带传动装置，传动时皮带与轮之间如图所示是皮带传动装置，传动时皮带与轮之间不打滑，已知大轮半径与小轮半径的关系是不打滑，已知大轮半径与小轮半径的关系是r1=2r2，A、B分别为两轮边缘上的点，分别为两轮边缘上的点，O点为大点为大轮圆心，轮圆心，C点为大轮上的一点，点为大轮上的一点，OC为的为的OA的三的三分之二，则传动时分之二，则传动时A、B、C三点的角速度之比为三点的角速度之比为_，向心加速度之比，向心加速度之比_。 ABC1：2：13：6：2Homework 向心力向心力 向心加速度向心加速度基础训练卷一张基础训练卷一张