老师
大家好,这节课我们来一起学习一下向心力。本节课的学习目标和任务,一、理解什么是向心力,能分析向心力的来源。二、知道向心力的大小与哪些因素有关。三、知道如何通过实验探究得出向心力大小与影响因素的具体关系,并能用向心力表达式进行相应的计算。首先我们来回顾一下上节课的内容。上节课我们主要学习了圆柱运动的描述方式,那么描述圆柱运动快慢的物理量有哪些?有限速度、角速度和周期。限速度是弧长与通过这个弧长所用时间的比值,角速度是半径转过的角度与所用时间的比值,而周期是运动一周所用的时间。那么什么是匀速圆柱运动?如果物体沿着圆柱运动,并且限速度的大小处处相等,这种运动就叫做匀速圆柱运动。如果一个物体做匀速圆周运动的话,那么经过相同的时间,它走过的弧长应该是一样的,半径转过的圆心角也是相同的。
老师
首先我们来看一个具体的圆周运动,一个小球在细线牵引下绕光滑桌面上的图钉做圆周运动,大家想一想这个运动是否是匀速圆周运动,如何证明?大家可以暂停思考一下。那么大家想到什么方法证明这个运动是不是匀速圆柱运动了吗?我们在研究自由落体运动的时候,我们曾经用过一种非常好的现代技术的方法频闪照相,那么在研究这个问题的时候,我们是不是也可以用这样的方法,我们对这个做圆柱运动的小球拍一张频闪照片,像这个样子,那么从照片中我们就可以看到,经过相同的时间,小球走过的弧长是一样的,半径转过的角度也是相同的。那么由此我们可以确定小球所做的运动是匀速圆柱运动。推带大家用手边的条件试着做一下这个实验,在做的过程中,可以用手代替图钉,感受一下绳上的力。
老师
小球在做圆柱运动的时候,用剪刀将细线剪断,观察小球的运动。好,大家可以开始做一下,先暂停。那么小球在做圆周运动的时候,如果你用剪刀将细线剪断的话,是不是发现小球沿切线方向飞出了?那这说明什么呢?是不是说明正是因为细绳的作用,小球才能做匀速圆柱运动?我们现在对小球做一个受力分析,看看使小球做匀速圆柱运动的力有何特点。这个小球受到三个力作用,重力支持力,还有绳儿拉力。重力支持力在竖直方向。
老师
二力平衡,拉力是指向圆心的,正是因为指向圆心的这个拉力,才使小球做匀速圆柱运动。所以,使小球做匀速圆周运动的力有什么特点?它是指向圆心的,它可以改变小球的运动方向,但不会改变小球的速度大小。大量实例都表明,做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心,这个指向圆查看隐藏内容