向心力公式的驗證

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1、向心力概念及其驗證回顧:向心加速度1.向心加速度總是指向,公式為a======2.向心加速度是描述的物理量,它只改變線速度的,不改變線速度的。3.對于向心加速度公式,當線速度一定時,向心加速度與成反比;當一定時,向心加速度與半徑成正比。一向心力(1)定義:做圓周運動的物體所受到的沿著半徑指向圓心的合力,叫做向心力。(2)特點:方向總是與線速度的方向垂直,從不同的角度指向圓心,故方向時刻在變化,所以向心力是變力,是一個按效果命名的力。(3)大?。篎=mω2r=m=m(2πf)2r=1.向心力的作用效果(4)向心力是產生向心加速度的原因,向

2、心加速度的方向時刻在變化,則向心力的方向也隨之變化,所以說勻速圓周運動是變加速運動。⑸向心力的作用效果:向心力總是指向圓心,而線速度是沿圓周的切線方向,故向心力始終與線速度垂直,所以向心力的作用效果只是改變物體速度的方向,而不改變速度的大小。3.向心力的來源(圖1)向心力是做圓周運動的物體受到的沿著半徑指向圓心的力,它可以由某一個力單獨承擔,也可以是幾個力的合力,還可以是物體受到的合外力在沿半徑指向圓心方向上的分量。例如隨盤一起轉動的物體受到的向心力就是物體受到的盤給予的靜摩擦力。衛(wèi)星繞地心做勻速圓周運動的向心力,就是地球對衛(wèi)星的萬有引

3、力(暫且理解為物體受到的重力)。小球在細線的約束下,在豎直面內做圓周運動,某時刻小球受到的向心力等于線的拉力與重力在半徑方向的分量的合力,即F向=F-mgcosα,如圖1(a)、(b)、(c)所示。(圖1)例1關于向心力,以下說法中不正確的是()A.是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力B.向心力就是做圓周運動的物體所受的合力C.向心力是線速度變化的原因D.只要物體受到向心力的作用,物體就做勻速圓周運動ABD4.解決勻速圓周運動有關的問題的方法和步驟解決勻速圓周運動的方法,就是解決動力學問題的一般方法,其解決問題的步驟也是解決

4、動力學問題的步驟,但要注意靈活運用勻速圓周運動的一些運動學規(guī)律,同時在解題的過程中要弄清勻速圓周運動問題的軌道平面、圓心和半徑等:(1)明確研究對象并對其受力分析。(2)明確圓周運動的軌跡、半徑及圓心位置,進一步求出物體所受的合力或向心力。(3)由牛頓第二定律和圓周運動的運動學公式列方程。(4)求解或分析討論。變速圓周運動和一般曲線運動5.研究問題的方法與技巧⑴自覺地將牛頓第二定律從直線運動遷移到圓周運動中去,研究這種運動的原因和條件,牛頓第二定律是一條普遍適用于經典動力學的瞬時作用規(guī)律。⑵將運動合成與分解的方法結合力的獨立作用原理運用

5、到非勻速圓周運動的曲線運動中來,將其分解為切向和法向進行研究,并將法向運動在小范圍內視為圓周運動。⑶驗證向心力公式Fn=的方法:①創(chuàng)設勻速圓周運動的情景;②設計測量的具體方法;③測量并計算物體所受的合力;④測量并計算物體做勻速圓周運動所需要的向心力;⑤將F合與進行比較。

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