《第二节 向心力与向心加速度》课件_高中物理_必修 第二册_粤教版.pptx

向心力与向心加速度主讲人：

目录壹向心力概念贰向心加速度概念叁圆周运动分析肆向心力与圆周运动伍向心力的实例应用陆向心力问题的解决方法

向心力概念01

定义与性质向心力的来源向心力的定义向心力是使物体沿圆周运动路径中心方向作用的力，如地球对卫星的引力。向心力可以来源于多种力，如重力、摩擦力、张力等，关键在于力的方向指向圆心。向心力的性质向心力不做功，因为它总是垂直于物体的运动方向，只改变物体运动的方向而不改变速度大小。

向心力的来源在地球表面附近，重力是物体做圆周运动时产生向心力的主要来源，如地球绕太阳公转。重力作用在非光滑表面上，摩擦力可以提供向心力，如汽车在弯道行驶时轮胎与地面间的摩擦力。摩擦力作用当物体通过弹簧或橡皮筋等弹性物体做圆周运动时，弹性力提供向心力，例如旋转的弹力玩具。弹力提供010203

向心力的计算向心力可以通过公式\(F_c=\frac{mv^2}{r}\)计算，其中\(m\)是质量，\(v\)是速度，\(r\)是半径。基于圆周运动的公式01在角速度\(\omega\)已知的情况下，向心力\(F_c=m\omega^2r\)可以通过此公式计算得出。利用角速度的表达式02牛顿第二定律\(F=ma\)中的\(a\)为向心加速度，代入\(a=\frac{v^2}{r}\)可以求得向心力。结合牛顿第二定律03

向心加速度概念02

定义与公式向心加速度是描述物体在圆周运动中速度方向改变的快慢，指向圆心。向心加速度的定义01向心加速度的计算公式为\(a_c=\frac{v^2}{r}\)，其中\(v\)是速度，\(r\)是半径。向心加速度的计算公式02向心加速度还可以用角速度\(\omega\)表示，公式为\(a_c=\omega^2r\)。向心加速度与角速度的关系03

向心加速度的计算向心加速度可通过速度向量的变化率来计算，即向量的导数。基于速度变化的计算线速度与半径和角速度的关系可用于推导出向心加速度的表达式。结合线速度的表达式向心加速度等于角速度的平方乘以半径，适用于匀速圆周运动。利用角速度的公式

向心加速度的方向指向圆心的加速度向心加速度总是指向圆周运动的中心，使物体保持在圆形路径上。速度方向变化的体现向心加速度是速度方向变化的结果，它垂直于物体的速度矢量，指向圆心。

圆周运动分析03

圆周运动的特点在圆周运动中，物体的速度方向始终指向圆心，因此速度矢量的方向在不断变化。速度方向不断变化01由于速度方向的改变，圆周运动的物体始终受到指向圆心的向心加速度作用，维持运动轨迹。向心加速度存在02圆周运动是周期性的，物体完成一圈后会重复相同的运动路径和状态，周期性是其显著特征。周期性重复运动03

圆周运动的描述01在圆周运动中，物体的速度方向不断改变，指向圆心，称为向心速度。速度方向的变化02角速度是描述物体转动快慢的物理量，表示单位时间内物体转过的角度。角速度的定义03周期是物体完成一圈所需时间，频率是单位时间内完成圈数，两者互为倒数关系。周期与频率的关系

圆周运动的实例过山车在急转弯时，乘客会感受到强烈的向心力，这是圆周运动中向心加速度作用的典型例子。过山车的圆周运动旋转木马的座位在旋转时，乘客会体验到向心力，座位的运动轨迹是圆形，体现了圆周运动的特性。旋转木马的运动人造卫星绕地球的轨道运动是圆周运动的一个实例，卫星在轨道上的每一点都受到地球引力的向心加速度作用。卫星绕地球运行

向心力与圆周运动04

向心力的作用效果向心力导致物体产生向心加速度，使物体速度的向量始终指向圆心。产生向心加速度在圆周运动中，向心力不断改变物体的速度方向，但不改变速率。改变物体速度方向向心力使物体沿圆周路径运动，如过山车在弯道处的离心感。维持物体运动轨迹

向心力与速度的关系速度方向的改变向心力使物体速度方向不断改变，维持圆周运动，速度大小不变但方向持续指向圆心。速度大小的影响物体在圆周运动中，速度大小的增加会导致所需向心力增大，以保持运动轨迹不变。向心加速度与速度的关系向心加速度与速度的平方成正比，速度越大，物体需要的向心力也越大，以维持圆周运动。

向心力与半径的关系向心力与半径成正比在圆周运动中，向心力的大小与运动半径成正比，半径越大，所需的向心力也越大。0102半径变化对速度的影响当半径增加时，为了维持相同的角速度，物体的速度必须增加，从而影响向心力的大小。

向心力的实例应用05

车辆转弯时的向心力车辆在转弯时，由于离心力的作用，需要向心力来维持圆周运动，防止滑出弯道。理解车辆转弯的力学原理在赛车运动中，专业赛车手通过精确控制车速和转向角度，利用向心力完成高速过弯。向心力在赛车运动中的应用在湿滑或结冰的路面上，车辆转弯时所需的向