第二節(jié) 向心力
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學 習 目 標
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知 識 脈 絡
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1.認識向心力,通過實例認識向心力的作用及向心力的來源.
2.通過實驗理解向心力的大小與哪些因素有關,能運用向心力的公式進行計算.(重點)
3.知道向心加速度及其公式,能運用其關系分析解決有關的問題.(重點、難點)
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一、感受向心力
1.定義
做勻速圓周運動的物體受到的指向圓心的合力叫作向心力.
2.作用
不改變質點速度的大小,只改變速度的方向,使物體始終維持在圓周軌道上.
3.特點
方向總沿半徑指向圓心,和質點運動的方向垂直,且方向時刻改變.
4.實驗與探究
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實驗目的
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探究影響向心力大小的因素
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實驗方法
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控制變量法
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探究過程
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m、ω不變
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改變半徑r,則r越大,向心力F就越大
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m、r不變
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改變角速度ω,則ω越大,向心力F就越大
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ω、r不變
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改變質量m,則m越大,向心力F就越大
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結論
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物體做圓周運動需要的向心力與物體的質量、半徑、角速度都有關
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5.大小
做勻速圓周運動的物體,所受向心力的大小為F=mω2r,而ω=,則F=m.
二、向心加速度
1.定義
做勻速圓周運動的物體,其加速度a的方向一定指向圓心,所以也叫向心加速度.
2.大小
a=ω2r,a=.
3.方向
與向心力F的方向一致,沿半徑指向圓心,與速度方向垂直,其方向時刻改變.
三、生活中的向心力
1.汽車在水平公路上轉彎
車輪與路面間的靜摩擦力f提供向心力,即f=m.
2.汽車在外高內低的路面上轉彎
汽車向內側傾斜,若汽車恰好以某一速度v行駛時,重力mg和地面支持力N的合力充當向心力,即mgtan θ=m(R為彎道半徑,θ為傾斜的角度),則v=.
1.思考判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
(1)向心力可以是合力,也可以是某個力的分力. ( )
(2)向心力既改變物體做圓周運動的速度大小,也改變速度的方向. ( )
(3)角速度越大,半徑越大,向心力就越大. ( )
(4)做圓周運動的物體,線速度越大,向心加速度就越大.
( )
(5)向心加速度的方向指向圓心,與線速度垂直. ( )
(6)勻速圓周運動的向心加速度大小不變,方向時刻變化.
( )