物理鲁科版 (2019)第2节 科学探究:向心力精品备课ppt课件

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1、做圆周运动的物体一定受到指向圆心的力的作用，这个力称为向心力
2、向心力通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或者是某个力的分力，或几个力的合力所提供。
3、向心力是根据力的作用效果来命名的。
4、做匀速圆周运动的物体，其合外力做为向心力
请分析下列向心力的来源
增大转动的速度，物块能一直保持随转盘转动吗？
如果线速度增加，小球还能在原来的轨迹上吗？
是不是只要物块随桶转动就不会掉下来？
探究影响向心力大小的因素
取一根空心管，将一根尼龙线穿过它，在尼龙线一端拴一块质量很小的物体，另一端挂一篮球，手握空心管抡动该物体，使该物体做圆周运动。
当该物体的转速达到一定值时，篮球就会处于静止状态，甚至还可以让蓝球不断上升。
随着做圆周运动物体的质量变大、转动半径变大、角速度变大，能拉起的篮球数量也变多。
物体做圆周运动时所需的向心力与物体质量、转动半径以及角速度有关
【进一步研究得出】 匀速圆周运动所需的向心力的大小为：
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。
【匀速圆周运动的加速度】
【说明】①匀速圆周运动的加速度是由向心力产生的，其方向必定指向圆心，所以匀速圆周运动的加速度又称为向心加速度。②向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。③向心加速度是变量，其方向是不断变化的。④向心力和向心加速度的公式不仅适用于匀速圆周运动，而且适用于非匀速圆周运动。利用公式求质点在某时刻或某位置的向心力和向心加速度的大小，其速度必须用该质点在该时刻或该位置的瞬时速度。
一般飞行员能承受的最大向心加速度的大小约为 6g。在飞行表演中，飞机某次水平转弯时，可视为在水平面内做匀速圆周运动。若飞机以 150 m/s 的速度飞行，在该次水平转弯过程中向心加速度为 6g，取重力加速度 g = 9.8 m/s2，飞机水平转弯半径至少为多少 ?
由题意可知，v = 150 m/s，a = 6g = 6×9.8 m/s2 = 58.8 m/s2。
飞机转弯半径与线速度和向心加速度有关。此题的转弯半径是针对比较极端情况的结果。对于客机，转弯半径的设计须考虑安全系数及乘客的舒适度等诸多因素，转弯半径通常较大。
若水平圆台转动的角速度 ω = 0.6 rad/s，质量为 30 kg 的小孩坐在距离轴心 1 m 处随圆台一起转动。小孩的向心加速度为多大？小孩受到的静摩擦力为多大？