研究匀速圆周运动的规律

府谷中学刘雄研究匀速圆周运动的规律府谷县第十四届高效课堂教学大赛【思维引导】匀速圆周运动是变速运动，因此匀速圆周运动肯定有加速度，由牛顿运动定律知：物体做匀速圆周运动，必然要受到外力的作用。那么，是怎样的力使物体做匀速圆周运动呢？【实验探究】在下列圆周运动中，感受……【体验与交流】1.小球做圆周运动时，你牵绳的手有什么感觉？2.如果突然松手，将会发生什么现象？【结论】做匀速圆周运动的物体，一定需要沿半径指向圆心的力的作用。这个力称为“向心力”。常记为F向。一.向心力1．定义：2．方向：时刻指向圆心向心力是变力3．效果：不改变质点速度的大小，只改变速度的方向；使物体做圆周运动.沿半径指向圆心，始终使物体维持在圆周轨道上运动的力叫做向心力。4、实验——向心力大小探究：①感受向心力的大小与哪些因素有关？②圆周运动中运动的快慢是用什么物理量来表示的？我们比较容易观察和控制的是哪一种表示其快慢的物理量？③影响向心力大小的因素很多，我们要说明向心力大小不同是某一因素造成的，而不是其他因素造成的，该采用是什么实验方法？分组讨论：如何进行实验，并向大家汇报。匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽和短槽匀速转动，槽内的小球就随之做匀速圆周运动。这时小球向外挤压档板，档板对小球的反作用力提供了小球做匀速圆周运动的向心力。同时，小球压档板的力使档板另一端压缩弹簧测力套筒里的弹簧，弹簧的压缩量可以从标尺上读出，该读数显示了向心力大小。【大量实验证明】匀速圆周运动所需的向心力的大小为：2Fmr式中m是运动物体的质量，r是运动物体转动的半径，ω是转动的角速度。2vvFmrr式中v是物体圆周运动线速度的大小。【讨论】从看，好象F跟r成正比，从看，好象F跟r成反比。你如何认识这个问题？2vFmr2Fmr【关于向心力的说明】向心力是按效果命名的力，它可以是其他力的合力，也可以是某个力，还可以是某个力的分力。在对物体进行受力分析时，一定不要在物体实际所受力的基础上再加一个向心力。1、定义：向心力产生的加速度，只是描述线速度方向变化的快慢。3、方向：与向心力方向一致，即总指向圆心，向心加速度的方向是不断变化的。（变加速曲线）二.向心力加速度2FmrrvmF2mFa2rarva22、大小：4、作用效果：向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。是变加速运动课堂小结一、向心力：⑴大小：⑵方向：沿半径指向圆心。是变力。⑶特点：F⊥V,方向不断变化。⑷来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力。或：F=mv2rF=mrω2二、向心加速度:⑴大小:a=rω2或a=⑵方向:沿半径指向圆心，方向不断变化，是变加速运动。⑶物理意义:表示速度方向变化快慢的物理量。v2r1关于向心力的说法中正确的是()A.物体受到合外力指向圆心时物体做匀速圆周运动B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一个力或某一个力的分力D.向心力只改变物体运动的方向，不可能改变物体运动的快慢ABCD练习2．关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是（）A．由a=可知，a与r成反比B．由a=可知，a与r成正比C．由v=ωr知，当ω恒定时V与r成正比D．由ω=2πn可知，ω与n成正比2vr2rAB3、请分析以下圆周运动的向心力的来源。作业：课后设计实验“感受向心力”；课本P29,3、4题。