光的原理课件6.3向心力.ppt
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1、6.3 6.3 向心力向心力向心加速度向心加速度问题讨论问题讨论 问题引入问题引入解题要点解题要点向心力的概念向心力的概念 问题引入问题引入 要使做匀速圆周运动条件是:要使做匀速圆周运动条件是:始终给物体一个与线速始终给物体一个与线速度方向垂直、沿半径指向圆心的力度方向垂直、沿半径指向圆心的力。如图所示,是什么力使小球在光滑的水平桌面上做匀如图所示,是什么力使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,这个力的方向如何?速圆周运动,这个力的方向如何?如果松手了,小球还会如果松手了,小球还会做匀速圆周运动吗?做匀速圆周运动条件什么?做匀速圆周运动吗?做匀速圆周运动条件什么?O 1.定定义义 要要使使物
2、物体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动,必必须须始始终终给给物物体体一一个个与与线线速速度度方方向向垂垂直直、沿沿半半径径指指向向圆圆心心的的力力,这这个个力力叫叫做做向心力向心力。一一、向心力的概念、向心力的概念vFFv 2.向心力的作用向心力的作用 只是改变速度的方向,不改变速度只是改变速度的方向,不改变速度的大小,向心力的方向时刻指向圆心。的大小,向心力的方向时刻指向圆心。Fv 问问题题:物物体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动时时,向向心心力力起起什什么么作作用用?它的方向有何特点?它的方向有何特点?3.向心力的大小与哪些因素有关向心力的大小与哪些因素有关 结结论论:向向心心力力的的大大小小F
3、 跟跟物物体体的的质质量量m、圆圆周周半半径径 R 和和线线速度速度 v 都有关系。都有关系。如图,使一小球在如图,使一小球在水平面内做匀速圆周运水平面内做匀速圆周运动,请你观察小球所需动,请你观察小球所需向心力的大小与哪些因向心力的大小与哪些因素有关呢?素有关呢?4.向心力的大小向心力的大小 如如图图是是向向心心力力演演示示器器。通通过过比比较较两两个个做做匀匀速速圆圆周周运运动动小小球球所所需需的的向向心心力力F,得得出出向向心心力力F 与与质质量量m、线线速速度度v、圆周半径圆周半径 R 的关系。的关系。(2)研究向心力)研究向心力F 跟线速度跟线速度v 的关系(保持的关系(保持m 和和
4、R 不变)不变)(3)研究向心力研究向心力 F 跟半径跟半径 R 的关系的关系(保持保持 m 和和 v 不变不变)(1)研究向心力研究向心力F 跟质量跟质量 m 的关系的关系(保持保持 v 和和 R 不变不变)F m 实验和理论研究证明:向心力的大小实验和理论研究证明:向心力的大小F 跟物体的质量跟物体的质量 m、线速度线速度 v 的平方成正比的平方成正比,跟圆周半径跟圆周半径 R 成反比。即成反比。即 研究问题的科学方法简介研究问题的科学方法简介 在物理学中研究问题的科学方法很多,比如说有观察在物理学中研究问题的科学方法很多,比如说有观察法、实验法、模型法、等效法、假说法、数学方法、比较法、
5、实验法、模型法、等效法、假说法、数学方法、比较法等等。法等等。本实验是用比较法和控制实验条件来研究向心力跟物本实验是用比较法和控制实验条件来研究向心力跟物体质量、线速度和半径这几个物理量之间的关系。这要求体质量、线速度和半径这几个物理量之间的关系。这要求必须在满足两个物理量不变的前提下,研究向心力和另外必须在满足两个物理量不变的前提下,研究向心力和另外一个物理量之间的关系,然后在另外两个条件不变的情况一个物理量之间的关系,然后在另外两个条件不变的情况下下,研究向心力和其它一个物理量之间的关系研究向心力和其它一个物理量之间的关系,以此类推。以此类推。这是研究问题的一种科学方法。这是研究问题的一种
6、科学方法。3.分析下列物体做匀速圆周运动的向心力来源分析下列物体做匀速圆周运动的向心力来源 (1)月球绕地球近似地做匀速圆周运动。)月球绕地球近似地做匀速圆周运动。地球引力提供向心力地球引力提供向心力 (2)拴在绳一端的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆)拴在绳一端的小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。周运动。绳子的拉力(弹力)提供向心力绳子的拉力(弹力)提供向心力 (3)在一些飞机场,旅客的行李被皮带轮运输机送到)在一些飞机场,旅客的行李被皮带轮运输机送到圆形的大转盘上,人供旅客认领。圆盘上的行李随圆盘一起圆形的大转盘上,人供旅客认领。圆盘上的行李随圆盘一起做匀速圆周运动。做匀速圆周运动。摩擦
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