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匀速圆周运动向心力


4.2匀速圆周运动的向心力

物体作曲线运动的条件是什么?
物体受到与速度方向不在同一直线上 的合外力的作用时,物体做曲线运动。
匀速圆周运动是曲线运动,运动状态时刻在变, 所 以 它 受 到 的 合 外 力 必 定 不 为 零 。

【迷你实验室】
? 用一根细绳,一端系一小球,另一端固定在 一枚图钉上。

放在光滑的水平面上。
①用手指沿小球与图钉连线的垂直方向 加轻轻弹击小球,当绳子未伸直前,小 球做什么运动?

②用手指弹击小球,方向同上,加大 弹击力量,使小球运动时细绳伸直。 细绳伸直后,小球做什么运动?

俯视图
v

v
F F

v

v

F

F

F v F
v

结论:
做匀速圆周运动的物体受到一个指 向圆心的合力的作用,这个力叫向心力。 其他实例

@ 对向心力的理解
1.
向心力的来源:重力、弹力、摩擦力、总 之是物体所受的合外力提供了物体做匀速圆周 运动所需的向心力 作用效果: 只改变速度的方向。

2.

3.

向心力的方向:总是沿半径指向圆心, 方向时刻在改变.因此向心力是变力.

课堂练习P75 第二题

?思考

假如你是历史上第一个研究

向心力的人,猜猜看向心力的大小与 哪些因素有关呢?
运动物体 的质量

转动 快慢 转动半径

运动物体 的形状

……?

二、实验探究:
实验仪器:向心力演示仪 方法:控制变量法 控制m、r一定: 探究F向与角速度ω的关系 控制m、ω一定: 探究F向与半径r的关系 控制r、ω一定: 探究F向与质量m的关系

向心力的大小探究:

点 击 右 图 观 看 实 验 视 频

定量研究向心力大小的实验步骤及量表
实验 次 实验研 数 究内容 1 F向与角 速度ω 的关系 F向与半 径r的关 系 F向与质 量m的 关系 控制量 改变量 变化前后 对比

m、r 一定 m、ω 一定

? ? 2? F向 ? 4 F向

2

r ? 2 r F向 ? 2 F向
m ? 2 m F向 ? 2 F向

3

r、ω 一定

实验探究:
向心力的大小与哪些因素有关? 2 实验表明:当m、r 一定时,F与? 成正比
当m、 ? 一定时,F与 r成正比

当r 、 ? 一定时,F与 m成正比
得 得 ? ? v 代入 r

F ? mr ?
F ? m v
2

2

r

小结:
? 这节课学了什么?

? 一、 做匀速圆周运动的物体受到一个指 向圆心的合力的作用,这个力叫向心力。 ? 二、向心力的来源 、 作用效果、 方向。
? 三、

F ? mr ?

2

F ?m

v

2

r

谢谢各位老师 莅临指导


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