高中物理第4章匀速圆周运动第2节向心力与向心加速度学案鲁科版

《高中物理第4章匀速圆周运动第2节向心力与向心加速度学案鲁科版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第2节　向心力与向心加速度学习目标核心提炼1.知道什么是向心力和向心加速度。2.理解向心力的效果、来源，并会分析向心力。3.掌握向心力、向心加速度的公式并会相关的计算。2个概念——向心力、向心加速度6个表达式——F＝m　F＝mω2r　F＝mra＝　a＝ω2r　a＝r一、向心力及其方向阅读教材第71～73页“向心力”部分，知道向心力的概念及方向。1.定义：做圆周运动的物体，受到的始终指向圆心的效果力。2.方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直。3.作用效果：向心力只改变速度方向，不改变速度大小，因此向心力不做功。4.

2、来源：可能是弹力、重力、摩擦力或是它们的合力或分力。做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体受到的合外力，做非匀速圆周运动的物体，向心力不是物体所受到的合外力。二、向心力的大小阅读教材第72～73页“向心力的大小”部分，知道向心力的表达式，并会简单应用。1.实验探究控制变量探究内容m、r相同，改变ω探究向心力F与角速度ω的关系m、ω相同，改变r探究向心力F与半径r的关系ω、r相同，改变m探究向心力F与质量m的关系2.公式：F＝mω2r或F＝m。思考判断(1)探究向心力大小与哪些因素有关应采用控制变量法。(　　)(2)做

3、匀速圆周运动的物体线速度越大，所需向心力越大。(　　)(3)做匀速圆周运动的物体运动半径越大，所需向心力越大。(　　)答案　(1)√　(2)×　(3)×16三、向心加速度阅读教材第70页“向心加速度”部分，知道向心加速度的概念，知道向心加速度方向的变化特点。了解向心加速度与线速度、角速度及半径的几个关系表达式。1.定义：做圆周运动的物体受到向心力的作用，存在一个由向心力产生的加速度。2.大小：a＝或a＝ω2r。3.方向：与向心力的方向一致，始终指向圆心。4.匀速圆周运动的性质：匀速圆周运动是加速度大小不变、方向不断

4、改变的变加速运动。思维拓展(1)有人说：根据a＝可知，向心加速度与半径成反比，根据a＝ω2r可知，向心加速度与半径成正比，这是矛盾的。你认为呢？(2)试分析做变速圆周运动的物体，其加速度的方向是否指向圆心。答案　(1)不矛盾。说向心加速度与半径成反比是在线速度一定的情况下；说向心加速度与半径成正比是在角速度一定的情况下，所以二者并不矛盾。(2)做变速圆周运动的物体，加速度的方向并不指向圆心。　对匀速圆周运动向心力的理解与应用[要点归纳]1.向心力的特点(1)方向：方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。(

5、2)大小：F＝m＝mrω2＝mωv＝mr。在匀速圆周运动中，向心力大小不变；在非匀速圆周运动中，其大小随速率v的变化而变化。2.向心力的作用效果：由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。3.向心力的来源常见几个实例分析：实例向心力示意图16用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时绳子的拉力和小球的重力的合力提供向心力，F向＝F＋G用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动线的拉力提供向心力，F向＝T物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力

6、，F向＝f小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动小球的重力和细线的拉力的合力提供向心力，F向＝F合木块随圆桶绕轴线做圆周运动圆桶侧壁对木块的弹力提供向心力，F向＝N[精典示例][例1]关于向心力的说法正确的是(　　)A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力B.向心力可以是任何性质的力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定指向圆心解析　力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，而不是因为做圆周运动才产生向心力，也不能说物体还受一个向心力，故A错误；向心力是效果力，可

7、以是任何一种性质的力，故B正确；物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故C错误；只有匀速圆周运动中，合外力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合外力，而是合外力指向圆心的分力提供向心力，故D错误。答案　B[例2]如图1所示，水平转盘上放有一质量为m的物体(可视为质点)，连接物体和转轴的绳子长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，转盘的角速度由零逐渐增大，求：16图1(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度；(2)当角速度为时，绳子对物体拉力的大小。解析　(1)

8、当绳子拉力为零，恰由最大静摩擦力提供向心力时，即转速达到最大，设此时转盘转动的角速度为ω0，由μmg＝mωr得ω0＝。(2)当ω＝时，ω＞ω0，所以由绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时，F＋μmg＝mω2r即F＋μmg＝m··r，得F＝μmg。答案　(1)　(2)μmg“一、二、三、四”求解圆周运动问题[针对训练1](2018·株洲高一检测)如图