第2节 向心力 向心加速度

新课教学

⒈概念

⑴向心力

⑵实验：

①、在光滑的水平玻璃板上做实验

用手击小球，使小球做圆周运动

当细铜丝从弹簧末端滑出时，小球沿着切线方向做匀速直线运动

引导学生讨论、分析：当小球还没滑出去时，小球做什么运动，受到哪几个力的作用，合力是什么，有什么作用？

②在光滑的玻璃板上套有一张白纸，同时将上述的小球沾上印泥，重复以上实验，把在纸上留下的运动轨迹展示给学生看，同样提问上述问题，并引导学生回答

③通过讨论得到：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的合力的作用，这个力叫向心力。

⑶向心加速度

①定义：做匀速圆周运动的物体在向心力作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度叫向心加速度。

②方向：总是沿着半径指向圆心。

③向心力的大小

让学生猜想向心力大小与哪些因素有关？

2、实验研究F向与m、r、ω的关系

⑴实验方法：控制变量法

⑵介绍向心力演示的构造和使用方法

⑶实验过程

a：质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度ω相同时，比较向心力的大小

b：两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系

c：两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。

实验表格

二球相同的物理量 不同的物理量 观察结果 1 r、ω m m越大，F向越大 2 m、ω r r越大，F向越大 3 m、r ω ω越大，F向越大 实验结论：F向随r、w、m的增大而增大

⑷总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系，且给出公式：F向＝mrω2

向心加速度：a= rω2

向心力的大小还可以用F向=mν2/r来表达，同样向心加速度也可表示为a=ν2/r

3、速圆周运动的特点

⑴ν：大小不变，方向始终沿着各点的切线方向，是变速度

⑵F：大小不变，方向始终指向圆心，是变力

它的作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小