2015-2016学年高中物理 第4章 匀速圆周运动 第2讲 向心力与向心加速度学案 鲁科版必修2

《2015-2016学年高中物理 第4章 匀速圆周运动 第2讲 向心力与向心加速度学案 鲁科版必修2》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讲　向心力与向心加速度[目标定位]　1.通过实例认识向心力及其方向，理解向心力的作用.2.通过实验探究向心力的大小与哪些因素有关，掌握向心力的公式，能运用向心力的公式进行计算.3.知道向心加速度，掌握向心加速度的公式.4.能运用牛顿第二定律分析简单的圆周运动问题．一、向心力及其方向1．定义：做匀速圆周运动的物体会受到一个始终指向______的________的作用，这个力叫做向心力．2．方向：向心力的方向总是指向______，始终与线速度______，即与质点的运动方向______．3．作用效果：只改变速度______，不改变速度______．4．来源：向心

2、力是根据______________命名的．向心力可能是重力，可能是弹力，可能是摩擦力，还可能是它们的合力．二、向心力的大小1．实验研究F与m、r、ω的关系(1)实验方法：______________(2)结论：物体的______越大、______越大、转动________越大，物体所需向心力就______．2．计算公式：F＝______＝____________.想一想　做非匀速圆周运动的物体所受到的合外力指向圆心吗？三、向心加速度1．定义：做匀速圆周运动的物体具有的沿______________指向______的加速度，叫向心加速度．2．大小：a＝_____

3、_＝__________.3．方向：始终指向________．想一想　匀速圆周运动是匀变速曲线运动吗？一、对向心力的理解1．大小：F＝ma＝m＝mω2r＝mωv.2．方向：沿半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力．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，故向心力对物体不做功只改变线速度的方向，不改变其大小．4．来源：它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力．例如：(1)地球绕太阳做圆周运动．太阳对地球的引力提供向心力(如图1甲)；(2)在光滑水平桌面上做匀速圆周运动的小球，绳对球的拉力提

4、供向心力(如图乙)；(3)圆盘上随圆盘一起匀速转动的物块静摩擦力提供向心力(如图丙)；(4)在光滑漏斗内壁上，做匀速圆周运动的小球，支持力与重力的合力提供向心力(如图丁)．图15．匀速圆周运动和非匀速圆周运动合外力特点：(1)在匀速圆周运动中，物体所受到的合力就是向心力且该合力的大小不变但方向时刻改变．(2)在非匀速圆周运动中，物体所受合力不指向圆心．合力沿半径方向的分力提供向心力，改变速度的方向；合力在切线方向上的分力用于改变线速度的大小．例1　关于向心力的说法中正确的是(　　)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

5、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提供向心力例2　如图2所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起运动——做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是(　　)图2A．木块A受重力、支持力和向心力B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心D．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同二、对向心加速度的理解1．物理意义：描述做圆周运动的物体速度方向改变快慢的物理量．2．方向：总是指向圆

6、心，即向心加速度的方向与速度方向垂直，时刻在变化，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动．3．表达式：a＝＝ω2r＝r＝ωv(1)公式a＝中，当速度v不变时，a与r成反比；(2)公式a＝ω2·r中，当角速度不变时，a与r成正比．例3　如图3所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无滑动，大轮的半径是小轮的2倍，大轮上的一点S与转动轴的距离是半径的，当大轮边上P点的向心加速度是0.12m/s2时，大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度分别为多大？图3审题技巧　应用向心加速度表达式a＝ω2r＝，注意同轴转动角速度相同，皮带传动线速度相同的规律．三、圆周运动中

7、的动力学问题解决圆周运动的一般步骤(1)确定做圆周运动的物体为研究对象．明确圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径．(2)对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．运用平行四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力F.(3)抓住所给的已知条件，是线速度v、角速度ω、还是周期T，根据向心力公式F＝m＝mω2r＝mr＝mvω选择适当形式确定物体所需要的向心力．(4)根据题意由牛顿第二定律及向心力公式列方程求解．例4　如图4所示，质量为1kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2m/s，已知球心到悬点的距离为1m，重力加速度g＝10m/s2

8、，求小球在最低点时对绳的