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(共22張PPT)
§6.2向心力
1、小球在光滑桌面受哪幾個力的作用？
2、合外力有何特點？
3、若細線突然剪斷，將會看到什么現象？
想一想
合力
G
FN
FT
F合=
FT
物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動
物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動
F合=
Ff
ω
O
G
FN
Ff
1、物體在粗糙桌面受哪幾個力的作用？
2、合外力有何特點？
想一想
O
F
F
F
v
v
v
O
小球受力分析：
做勻速圓周運動的物體，其運動狀態在不斷變化，說明物體一定受到了力的作用。
那么迫使物體做勻速圓周運動的合力有何特點呢？
指向圓心效果
結論：做勻速圓周運動的物體，合力始終指向圓心，與速度v垂直
1.定義：做勻速圓周運動的物體所受到的指向圓心的合力，叫向心力
方向始終指向圓心，并與v垂直
向心力
方向時刻發生變化，向心力是變力
注意：
F
F
F
v
v
v
O
2.特點：
恒力?
為什么?
3.作用效果:
只改變v
的方向,不改變v
的大小
物體受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
向心力的來源
分析模型
r
θ
O
G
F合
F
FN
物體受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
向心力的來源
分析模型
r
θ
O
G
F合
F
圓錐擺
θ
O'
O
R
ω
θ
ω
θ
m
m
O
r
mg
FN
F合
mg
FN
F合
沿光滑漏斗或碗內壁做圓周運動的小球
向心力的來源
G
Ff
FN
ω
物體受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
向心力的來源
分析模型
總結：
⑴向心力是根據效果命名的力，并不是一種
新的性質的力。
⑵向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦
力等各種性質的力，也可以是幾個力的合力，還可以是某個力的分力。
物體做勻速圓周運動時，由合力提供向心力。
向心力不是物體真實受到的一個力，不能說物體受到向心力的作用
，只能說某個力或某幾個力提供了向心力。
小球受到哪些力的作用？
向心力由什么力提供？
向心力的來源
分析模型
如圖
6.2-3
所示，在繩子的一端拴一個小沙袋（或其他小物體），另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。此時，沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。換用不同質量的沙袋，并改變沙袋轉動的速度和繩的長度，感受向心力的變化。
（1）保持沙袋轉動的速度和繩的長度不變，改變沙袋的質量，感受向心力的變化。
（3）保持沙袋的質量和沙袋轉動的速度不變，改變繩的長度，感受向心力的變化。
（2）保持繩的長度和沙袋的質量不變，改變沙袋轉動的速度，感受向心力的變化。
向心力增大
向心力增大
向心力增大
感受向心力
1.在如圖所示的向心力演示器中，向心力的大小怎樣測量？
2.如何改變物體的質量？如何確定軌道半徑？
3.如何控制或測定物體的角速度？
4.你安排的實驗步驟是怎樣的？
控制變量的方法
探究向心力大小的表達式
探究向心力大小的表達式
在ω、r不變的條件下，
Fn
∝
m
探究向心力大小的表達式
在ω、m不變的條件下，
Fn
∝
r
探究向心力大小的表達式
在m、r不變的條件下，
Fn
∝
ω2
結論:
物體做圓周運動
需要的向心力與物體質量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。(在國際單位制下）
根據
推導向心力的另一表達式：
公式：
Fn＝mrω2
向心力大小的表達式
變速圓周運動和一般曲線運動
思考：
⑴
變速圓周運動的合外力也指向圓心嗎？變速圓周運動的速度大小是怎么改變的？
⑵
怎么分析研究一般的曲線運動？
投擲過程中為什么鏈球速度越來越大？
O
O
Fn
Ft
F合
v
Fn
Ft
v
F合
速度增大的圓周運動
速度減小的圓周運動
做變速圓周運動的物體受到的合外力F不是指向圓心，根據力F產生的效果可以分解為兩個互相垂直的分力：跟圓周相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn。
變速圓周運動和一般曲線運動
跟圓周相切的分力Ft產生的加速度叫切向加速度。它只改變速度大小，不改變速度方向。
指向圓心的分力Fn產生的加速度就是向心加速度。它只改變速度方向，不改變速度大小。
O
O
Fn
Ft
F合
v
Fn
Ft
v
F合
速度增大的圓周運動
速度減小的圓周運動
變速圓周運動和一般曲線運動
例：一輛汽車在水平公路上轉彎，沿曲線由
M向N
行駛，速度逐漸減小，圖中甲、乙、丙、丁分別畫出了汽車轉彎時所受合力F的四種方向，你認為哪種是正確的？
v
Ft
Ft
Fn
Fn
丙圖正確
v
v
v
變速圓周運動和一般曲線運動
運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般的曲線運動。盡管這時曲線各個位置的彎曲程度不一樣，但在研究時，可以把這條曲線分割為許多很短的小段，質點在每小段的運動都可以看做圓周運動的一部分。這樣，在分析質點經過曲線上某位置的運動時，就可以采用圓周運
動的分析方法來處理了。
r1
r2
變速圓周運動和一般曲線運動

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