2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
[学习目标] 1.理解向心力的概念及其表达式的含义.2.知道向心力的大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系,能够用向心加速度公式求解有关问题.
一、向心力
1.定义:物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心,这个指向圆心的合力就叫做向心力.
2.方向:始终沿半径指向圆心.
3.作用效果:由于向心力始终指向圆心,其方向与物体运动方向始终垂直,故向心力只改变线速度的方向,不改变其大小.
二、向心力的大小
1.实验探究
控制变量 探究内容 ω、r相同,改变m 探究向心力F与m的关系 m、r相同改变ω 探究向心力F与ω的关系 m、ω相同,改变r 探究向心力F与r的关系
2.结论:F=m 或F=mω2r.
三、向心加速度
1.定义:做匀速圆周运动的物体,在向心力作用下产生的指向圆心的加速度.
2.大小:(1)a=;(2)a=ω2r.
3.方向:沿半径方向指向圆心,与线速度方向垂直,且时刻在变化,因此匀速圆周运动是变加速(填"匀加速"或"变加速")曲线运动.
[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力.(×)
(2)所有圆周运动的合力都等于向心力.(×)
(3)向心力的作用是改变物体的速度,产生向心加速度.(√)