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1、5.7 向 心 力 思考 1、 做 勻 速 圓 周 運 動 的 物 體 一 定 有 加 速 度 嗎 ？為 什 么 ？2、 做 勻 速 圓 周 運 動 的 物 體 的 加 速 度 有 什 么 特點 ？ 寫 出 向 心 加 速 度 的 公 式 。3.做 勻 速 圓 周 運 動 的 物 體 受 力 有 什 么 特 點 ？受 力 的 方 向 和 大 小 如 何 確 定 ？ 回顧 O F引 an方 向 始 終 指 向 圓 心an 哪 來 的 ？即 an 是 如 何產(chǎn) 生 的 ？根 據(jù) 牛 頓 第 二 定 律 可 知 物 體 一 定 受 到 了 指 向圓 心 的 合 力 ， 這 個 合 力 叫 做 向 心

2、 力 。 向心力 1、 定 義 ： 做 勻 速 圓 周 運 動 的 物 體 所 受 到 的指 向 圓 心 的 合 力 ， 即 產(chǎn) 生 向 心 加 速 度 的 力 叫向 心 力 。 4、 效 果 ： 只 改 變 v 的 方 向 ， 不 改 變 v的 大 小 。3、 方 向 ： 始 終 指 向 圓 心 (與 v 垂 直 );是 變 力2、 符 號 ： Fn因 為 在 運 動 方 向 上所 受 的 合 外 力 為 0,這 個 方 向 上 的 加 速度 也 為 0,所 以 速 度大 小 不 變 ,只 改 變 速度 方 向 。 向 心 力 是 不 是 一種 新 的 性 質(zhì) 力 ？即 向 心 力 是 不

3、是與 重 力 、 彈 力 、摩 擦 力 一 樣 都 是按 照 某 種 性 質(zhì) 來命 名 的 力 ？ 向 心 力 不 是 物 體 額 外 受 到 的 一 個 力 ， 物 體 做 勻 速 圓周 運 動 的 向 心 力 是 由 受 到 的 提 供 的 （ 可 以 是重 力 、 彈 力 、 摩 擦 力 等 各 種 性 質(zhì) 力 的 合 力 ） 向 心 力 是 效 果 力說明 感 受 向 心 力 【 提 出 問 題 】 向 心 力 大 小 與 哪 些 因 素 有 關(guān) ？ 【 猜 想 與 假 設(shè) 】運 動 物體 的 質(zhì)量 轉(zhuǎn) 動 快慢 轉(zhuǎn) 動 半徑 ？ 向心力的大小 Fn=m v2r Fn=m2rF合 ma

4、n 能 否 利 用 實 驗 粗略 地 驗 證 向 心 力的 表 達 式 ？F合 Fnan = v2r 方 法 :控 制 變 量 法 (F與 m , r, )1.F與 m的 關(guān) 系 保 持 r、 一 定保 持 m 、 一 定2.F與 的 關(guān) 系 保 持 m、 r一 定3.F與 r的 關(guān) 系m 大 ， F也 大大 ， F也 大r大 ， F也 大 用 向 心 力 實 驗 驗 證 用 圓 錐 擺 粗 略 驗 證1、 實 驗 的 基 本 原 理 ？從 運 動 的 角 度 求 得 Fn ；從 受 力 的 角 度 求 得 F合 ；將 Fn 和 F合 進 行 比 較2、 實 驗 需 要 的 器 材 ？鋼 球

5、、 細(xì) 線 、 畫 有 同 心 圓 的白 紙 、 天 平 、 秒 表 、 直 尺 r OOl hFTG F合3、 實 驗 需 要 測 量 的 數(shù) 據(jù) 有 哪 些 ？ 如 何 測 量 ？F 合 mgtan小 球 所 需向 心 力Fn=m v2rm、 r、 轉(zhuǎn) n圈 所 用 時 間 t、 h 注意事項 r OOl h1、 h 并 不 等 于 紙 面 距懸 點 的 高 度2、 小 球 與 紙 面 不 能 接 觸3、 測 t 時 不 能 太 久4、 啟 動 小 球 時 應(yīng) 確 保 小 球 做 的 是 勻 速 圓 周 運 動 親身體驗 實 驗 器 材 : 小 球 空 心 圓 珠 筆 桿 細(xì) 線 實 驗

6、設(shè) 計 : 細(xì) 線 穿 過 筆 桿 ， 一 端 拴 小 球 ， 另 一 端 用 手牽 住 ， 用 力 轉(zhuǎn) 動 筆 桿 使 小 球 做 圓 周 運 動 ，細(xì) 線 的 拉 力 近 似 的 看 成 是 小 球 的 向 心 力 實 驗 過 程 : (1)在 和 不 變 時 ,改 變 m (2)在 m和 不 變 時 ,改 變 (3)在 m和 不 變 時 ,改 變 飛 機 在 水 平 面 內(nèi) 盤 旋幾種常見的圓周運動 O mOlm OrTmg F合 mg F合F升 幾種常見的圓周運動 OOR m mOrmgN F合 mg NF 合 O幾種常見的圓周運動 mgN物 體 相 對 轉(zhuǎn) 盤 靜 止 ，隨 盤 做

7、勻 速 圓 周 運 動rf靜 f靜 vABF a回 顧 ： A、 B一 起 向 左 加速 ， 分 析 A的 受 力 情 況 。f靜誰 提 供 向心 力 ？靜 摩 擦 力指 向 圓 心 OO思考 FnFt F合v FnFtv F合速 度 增 大 的圓 周 運 動變速圓周運動 速 度 減 小 的圓 周 運 動勻 速 圓 周 運 動 所 受 的 合 力 提 供 向 心 力 ， 方 向 始 終指 向 圓 心 ； 如 果 一 個 沿 圓 周 運 動 的 物 體 所 受 的 合力 不 指 向 圓 心 ， 還 能 做 勻 速 圓 周 運 動 嗎 ？當(dāng) 沿 圓 周 運 動 的 物 體 所 受 的 合 力 不

8、指 向 圓 心 時 ，物 體 做 變 速 圓 周 運 動 。切 向 力 Ft ： 垂 直 半 徑 方 向 的 合 力向 心 力 Fn ： 沿 著 半 徑 （ 或 指 向 圓 心 ） 的 合 力產(chǎn) 生 切 向 加 速 度 ， 改 變 速 度 的 大 小產(chǎn) 生 向 心 加 速 度 ， 改 變 速 度 的 方 向 可 以 從 向 心 加 速 度 和 切 向加 速 度 的 角 度 來 理 解 勻 速圓 周 運 動 和 變 速 圓 周 運 動 。 僅 有 向 心 加 速 度 的 運 動 是勻 速 圓 周 運 動 ， 同 時 具 有向 心 加 速 度 和 切 向 加 速 度的 圓 周 運 動 是 變 速

9、圓 周 運動 。 變 速 圓 周 運 動 FTG 勻速圓周運動GNF變速圓周運動合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力OFnFt F合v 一般曲線運動 運 動 軌 跡 既 不 是 直 線 也 不 是 圓 周的 曲 線 運 動 稱 為 一 般 曲 線 運 動 。r1 r2 一 般 曲 線 運 動各 個 地 方 的 彎曲 程 度 不 一 樣 ，如 何 研 究 ？把 一 般 曲 線 分 割 為 許 多 極 短 的 小 段 ， 每 一 段 都可 以 看 作 一 小 段 圓 弧 。 這 些 圓 弧 的 彎 曲 程 度 不一 樣 ， 表 明 它 們 具 有 不 同 的 曲 率 半 徑 。 在 分 析質(zhì) 點 經(jīng) 過 曲 線 上 某 位 置 的 運 動 時 可 以 采 用 圓 周運 動 的 分 析 方 法 進 行 處 理 。