什麼是向心力

2021-06-05 18:04:40 字數 2789 閱讀 3370

1樓:寧靜o致遠

1:向心力的概念及其方向

(1)在光滑水平桌面上,做演示實驗

a:一個小球,拴住繩的一端,繩的另一端固定於桌上,原來細繩處於鬆馳狀態

b:用手輕擊小球,小球做勻速直線運動

c:當繩繃直時,小球做勻速圓周運動

(2)用cai課件,模擬上述實驗過程

(3)引導學生討論、分析:

a:繩繃緊前,小球為什麼做勻速圓周運動?

b:繩繃緊後,小球為何做勻速圓周運動?小球此時受到哪些力的作用?合外力是哪個力?這個力的方向有什麼特點?這個力起什麼作用?

(4)通過討論得到:

a:做勻速圓周運動的物體受到一個指向圓心的合力的作用,這個力叫向心力。

b:向心力指向圓心,方向不斷變化。

c:向心力的作用效果只改變運動物體的速度方向,不改變速度大小。

2、向心力的大小

(1)體驗向心的大小

a:每組學生髮用細線聯結的鋼球、木球各一個,讓學生拉住繩的一端,讓小球儘量做勻速圓周運動,改變轉動的快慢、細線的長短多做幾次。

b:引導學生猜想:向心力可能與物體的質量、角速度、半徑有關。

c:過渡:剛才同學們已猜想大向心力可能與m、v、r有關,那麼,我們的猜想是否正確呢?下邊我們通過實驗來檢驗一下。

(2)a:用實物投影儀,投影向心力演示器。

b:介紹向心力演示的構造和使用方法

構造:(略) 主要介紹各部分的名稱

使用方法:勻速轉動手柄1,可以使塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動,槽內的小球就做勻速圓周運動。使小球做勻速圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供,球對擋板的反作用力通過槓桿的作用使彈簧測力套筒7下降,從而露出標尺8,標尺8上露出的紅白相間等方格可顯示出兩個球所受向心力的比值。

(3)操作方法:

a:用質量不同的鋼球和鋁球,使他們運動的半徑r和角速度 相同

觀察得到:向心力的大小與質量有關,質量越大,向心力也越大。

b:用兩個質量相同的小球,保持運動半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關係

c:仍用兩個質量相同的小球,保持小球運動的角速度相同,觀察向心力的大小與運動半徑之間的關係。

(4)總結得到:向心力的大小與物體質量m、圓周半徑r和角速度 都有關係,且給出公式:f=mrω2

(說明該公式的得到方法,控制變數法、定量測資料)

學生據 v=ω r推導向心力的另一表示式 f=mv2/r

3、向心加速度

(1)做圓周運動的物體,在向心力f的作用下必然要產生一個加速度,據牛頓運動定律得到:這個加速度的方向與向心力的方向相同,叫做向心加速度。

(2)結合牛頓運動定律推導得到 a= rω2 =v2/r

4、說明的幾個問題:

⑴.向心力:物體做圓周運動時,物體受到的使它的運動方向發生改變,總指向 圓心的力。

①向心力是個變力,大小不變,方向隨時發生改變。

②向心力是個效果力,它既可以是幾個力的合力,也可以是某個力的分力。

③向心力只改變物體的運動方向,不改變物體的速率大小。

⑵.與向心力有關的因素:

向心力的大小與物體的質量m、圓的半徑r、運動的角速度、運動的線速度有 關

具體關係如下:

⑶.向心加速度:向心力產生的加速叫向心加速度。

①向心加速度用來描述物體線速度方向改變的快慢程度,由於a向的方向

2樓:匿名使用者

如果在光滑水平桌面的o點固定一根釘子,把繩的一端套在釘子上,另一端系一個小球,使小球在桌面上做勻速圓周運動.小球之所以能繞著o點做勻速圓周運動,是因為繩對小球始終有一個拉力f,這個拉力的方向雖然不斷變化,但總是沿著半徑指向圓心,所以叫做向心力.

物體做曲線運動時,必定受到與速度方向不在同一直線上的合外力的作用.

勻速圓周運動是曲線運動,做勻速圓周運動的物體必定也受到與速度方向不在同一直線上的合外力的作用.這個合外力就是向心力.

向心力指向圓心,而物體運動的方向沿切線方向,所以向心力的方向總與物體運動的方向垂直.物體在運動方向上不受力,在這個方向上沒有加速度,速度大小不會改變,所以向心力的作用只是改變速度的方向.

向心力的大小與哪些因素有關呢?

1.用質量不同的鋼球和鋁球做實驗,使兩球運動的半徑r和角速度ω相同.可以看出,向心力的大小與質量有關,質量越大,所需的向心力就越大.

2.換用兩個質量相同的小球做實驗,保持它們運動的半徑相同.可以看出,向心力的大小與轉動的快慢有關,角速度越大,所需向心力也越大.

3.仍用兩個質量相同的小球做實驗,保持小球運動角速度相同.可以看出,向心力的大小與小球運動的半徑有關,運動半徑越大,所需的向心力越大.

實驗表明,向心力的大小跟物體的質量m、圓周半徑r和角速度ω都有關係. 可以證明,勻速圓周運動所需的向心力大小為 f=mrω2.

做圓周運動的物體,在向心力f的作用下,必然要產生一個加速度,這個加速度的方向與向心力的方向相同,總指向圓心,叫做向心加速度.

對於某一確定的勻速圓周運動來說,m以及r、v的大小、ω都是不變的,所以向心力和向心加速度的大小不變,但向心力和向心加速度的方向卻時刻在改變.勻速圓周運動是瞬時加速度向量的方向不斷改變的變速運動.

3樓:

做圓周運動的物體受到一個指向圓心的力的作用,這個力叫向心力。

4樓:魔力科學

向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時,指向圓心(曲率中心)的合外力作用力,是以效果命名的。這種效果可以由彈力、重力等提供,也可以由幾個力的合力或其分力提供。

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