河北省邯郸市临漳县第一中学高一物理:向心力学案新课导航一、向心力1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向 的_______________叫向心力
2.大小: Fn=____________ (用线速度表示),或者________________ (用角速度表示)、 (用周期表示)
3.方向:始终指向 ,时刻改变,所以向心力是变力
可见,向心力是以力的效果命名的,不是一种新性质的力,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质的力,都是向心力,所以它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力
总之,向心力就是物体做匀速圆周运动时所受力的合力
4.向心力的作用:向心力的方向始终指向圆心,而物体的速度方向沿圆周的切线方向,所以圆周运动中的向心力始终与速度方向垂直,因此它不改变物体运动的速度大小,只改变 物体运动的速度方向
二、实验验证(1)实验目的:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
(2)实验装置:细线下面悬挂一个钢球,细线上端固定在铁架台上
将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心
(3)实验过程:A.手带动钢球,设法使它沿纸上的某个圆周运动,随即手与钢球分离
B.用秒表记录钢球运动若干圈的时间,再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径,这样就能算出钢球的线速度
C.由向心力计算公式可算出钢球所需的向心力 Fn
D.测出钢球到悬点的竖直高度
E.由 B、D 中的测量数据,求出细线与竖直方向的夹角的正切值
F.结合图算出钢球受的合力 F 合=mgtanθ
G.比较 C 中的 Fn和 F 中的 F 合并得出结论
三、变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动的物体所受的合力方向不指向运动轨迹的圆心,根据力的作用效果,可把合力 F 分解为两个互相垂直的分力:跟圆周相切的分力 Ft和指向圆心的分力 Fn
Ft产生圆周切线方向上的加速度,简称为切向加速度,它改变了物体_