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课件网) 第五章 曲线运动 5.6 向心力 小球受哪些力？合外力有何特点？ 想一想 轻绳栓一小球,在光滑水平面 做匀速圆周运动。 看一看 认识向心力 思考： 1、对研究对象作受力示意图。 2、猜想合力的方向，检验完 善自己的猜想。 3、合力的方向应该指向哪里？ 结论： 大量实例说明，物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫作向心力。 结论：物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力。 思考：匀速圆周运动是曲线运动，速度方向时刻在变化，所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力的作用，做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点？ 猜想：有的同学根据刚才的探究实验，进行受力分析；有的同学根据力的定义想到：力是改变物体运动状态的原因，从而进行受力分析。 思考： 1．通过对教材中两个物体的受力分析，你认为向心力由哪些力提供？ 2．你认为向心力是按力的性质命名的还是按力的作用效果命名的？ 结论： 向心力可以由弹力提供，也可以由其他性质的力提供；可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供。所以向心力是按力的作用效果来命名的。 G FN F 小球受力分析： O FN与G相抵消，所以合力为F 绳子对球有指向圆心的力F 合力 O F F F V V V O 小球受力分析： 结论： 做匀速圆运动的小球，合外力指向圆心， 与速度v垂直 做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。 那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？ 向心力及其特点 定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力，符号Fn。 ②向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速度大小（对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小不发生改变，因此，所受合力只改变速度的方向。） ①大小不变，方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方向垂直），是变力 我们已经定性分析了物体做圆周运动时向心力的来源以及向心力方向和以及和速度方向的的关系；接下来分析一下向心力的大小有什么因素来决定？ 讲解 实验步骤： （1）在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中，将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力。 感受向心力 做一做 实验器材：绳子、小沙袋 r 讲解 （2）保持沙袋转动的速度和绳的长度不变，改变沙袋的质量，感受向心力的变化。 （4）保持沙袋的质量和沙袋转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力的变化。 （3）保持绳的长度和沙袋的质量不变，改变沙袋转动的速度，感受向心力的变化。 讲解 实验结论：做圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径等因素有关系。 向心力的大小与物体的质量、速度、轨道半径有什么样关系呢？ 我们可以通过向心力演示器对此进行更深入的研究。 讲解 做一做 探究向心力大小的表达式 1、实验器材：向心力演示器、两个质量相同的钢球和一个质量小的铝球。 向心力演示器 1 2 4 3 5 8 7 6 2、向心力演示器的构造 匀速转动手柄1、变速塔轮2和3、长槽4和短槽5、横臂6、弹簧测力套筒7、标尺8。 讲解 3、原理 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 实验探究：影响向心力大小的相关因素。 1、用质量比为2:1的钢球和铝球，使他们的运动半径R和角速度ω均相同，观察露出的红白相间方格数的比值为2:1，即两球所受向心力的比值也为2:1，因此可以得出：F与m成正 ... ...
