第2节匀速圆周运动的向心力和向心加速度
1.向心力是做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力,是按力的作用效果命名的,其作用是改变物体速度的方向。
2.向心力始终指向圆心,与速度方向垂直,其大小为F=mω2r=m。
3.向心加速度是物体在向心力作用下产生的,其方向一定指向圆心,大小为a==ω2r,描述物体速度方向变化的快慢。
一、向心力
1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的始终指向圆心的合力。
2.方向:始终指向圆心,总是与运动方向垂直。
3.作用效果:只改变速度方向,不改变速度大小。
4.向心力的大小
(1)实验探究
①探究目的:探究向心力大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。
②实验方法:控制变量法。
③实验过程
a.保持ω、r相同,研究向心力F与小球质量之间的关系。
b.保持m、r相同,研究向心力F与角速度ω之间的关系。
c.保持ω、m相同,研究向心力F与半径r之间的关系。
④实验结论:做匀速圆周运动所需向心力的大小,在质量和角速度一定时,与半径成正比;在质量和半径一定时,与角速度的平方成正比;在半径和角速度一定时,与质量成正比。