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1、 第第2 2节节 向心力向心力2023/8/31说明圆周运动的受力有何特点？说明圆周运动的受力有何特点？圆周运动的合力方向指向哪里？圆周运动的合力方向指向哪里？从力的角度思考为什么做圆周运动？从力的角度思考为什么做圆周运动？向心力有什么特点？向心力有什么特点？vFvFvF人人 造造 卫卫 星星 绕绕 地地 球球 运运 行行总指向圆心，沿半径方向与速度垂直，总指向圆心，沿半径方向与速度垂直，方向不断变化方向不断变化只改变速度方向，不改只改变速度方向，不改变速度大小变速度大小做匀速圆周运动的物体所受的做匀速圆周运动的物体所受的合力合力总总指向指向圆心圆心，这个力叫做这个力叫做向心力。向心力。向心力
2、是恒力向心力是恒力吗？匀速圆周吗？匀速圆周运动是匀变速运动是匀变速运动吗运动吗?一、向心力一、向心力2.2.方向特点：方向特点：3.3.效果：效果：1.1.定义：定义：3.3.不是性质力，而是一个不是性质力，而是一个效果力效果力。什么力提供向心力？实验感受向心力实验感受向心力猜想：向心力大小与什么因素有关？二、向心力的大小二、向心力的大小只改变速度的方向，不改变速度的大小。只改变速度的方向，不改变速度的大小。三、变速圆周运动和一般曲线运动三、变速圆周运动和一般曲线运动阅读课本阅读课本阅读课本阅读课本P P P P24242424思考回答以下问题：思考回答以下问题：思考回答以下问题：思考回答以下
3、问题：变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？怎么分析研究一般的曲线运动？怎么分析研究一般的曲线运动？怎么分析研究一般的曲线运动？怎么分析研究一般的曲线运动？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(链球运动链球运动)FOFOFnFt at改变速度的大小改变速度的大小改变速度的方向改变速度的方向FnFt ana起着改变速起着改变速度大小、方度
4、大小、方向的作用向的作用 把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯曲程都可以看作为一小段圆弧，而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。在注度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置意到这点区别之后，分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法对一般曲线运动进行处理了。般曲线运动进行处理了。r r1 1r r2 22.2.处理一般曲线运动的方法：处理一般曲线运动的方法：匀速圆周运动：非匀速圆周运动：F向是是
5、F合的指向圆心方向的分力的指向圆心方向的分力Fn n 向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的 力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。小结小结O O小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：小球受力分析：轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的轻绳栓一小球，在光滑水平面做匀速圆周运动。小球向心力的来源？来源？来源？来源？O OG GF FN NF F 向心力由小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力向心力由
6、小球受到的桌面支持力向心力由小球受到的桌面支持力F F F FN N N N、小球的重力、小球的重力、小球的重力、小球的重力G G G G、绳子、绳子、绳子、绳子的拉力的的拉力的的拉力的的拉力的合力提供。合力提供。合力提供。合力提供。匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源F F向向=F=F合合=F=F物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动F F向向=F=F合合=F=Ff f由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重力、支持力、由小球受到的重
7、力、支持力、静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的静摩擦力三个力的合力提供合力提供合力提供合力提供。即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力即圆盘对木块的静摩擦力F F F Ff f f f O O O OG GF FN NF Ff f小球向心力的来源小球向心力的来源小球向心力的来源小球向心力的来源?匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源G GF Ff fF FN N讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心讨论：
8、物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源力的来源力的来源力的来源?物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力合力提供向心力，即桶对物块的支，即桶对物块的支，即桶对物块的支，即桶对物块的支持力。持力。持力。持力。匀速圆周运动实例分析匀速圆周运动实例分析向心力的来源向心力的来源OORmmOrmgNF合合mgNF合合F合合mg tan竖直方向竖直方向:N cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r竖直方向：竖直方向：N cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin沿光滑漏斗或碗内壁做圆周
9、运动的小球沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球总结：总结：向心力是根据向心力是根据效果效果命名的力，并不是一种命名的力，并不是一种新的性质的力新的性质的力。向心力的向心力的来源来源：可以是重力、弹力、摩擦：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的力等各种性质的力，也可以是几个力的合力合力，还可以是某个力的还可以是某个力的分力分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。力。向心力不是物体真实受到的一个力，向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用不能说物体受到向心力的作用 ，只，只能说某个力或某几个力提供了向心力。能说某个力或某
10、几个力提供了向心力。例例1 1：关于向心力说法中正确的是（：关于向心力说法中正确的是（）A A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力；B B、向心力不改变速度的大小；、向心力不改变速度的大小；C C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的；的；D D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力以外的一种新的力B B 练习练习2.2.用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中 正确的是（正确的是（）A.在线速度一定情况下，线越
11、长越易断在线速度一定情况下，线越长越易断B.在线速度一定情况下，线越短越易断在线速度一定情况下，线越短越易断C.在角速度一定情况下，线越长越易断在角速度一定情况下，线越长越易断D.在角速度一定情况下，线越短越易断在角速度一定情况下，线越短越易断BC2.质量为质量为m的球用长为的球用长为L的细绳悬于天花板的的细绳悬于天花板的O点，点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成成角，则以下正确的是角，则以下正确的是A.摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球只受重力、拉力的作用摆球只受重力、拉力的作用C.摆球做匀速圆周运动的向心力为摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanD.摆球做匀速圆周运动的向心加速度为摆球做匀速圆周运动的向心加速度为gtanBCDrOGF合F