2019_2020学年高中物理第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必修2.docx

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1、第2节向心力与向心加速度1.理解向心力和向心加速度的概念．2.会用实验探究向心力与质量、角速度和半径的关系．3．能用向心力及向心加速度公式进行计算．[学生用书P60]一、向心力及其方向1．定义：做圆周运动的物体，受到的始终指向圆心的等效力．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．来源：可能是弹力、重力、摩擦力或是它们的合力，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．1．(1)做匀速圆周运动的物体所受到的向心力

2、是恒力．()(2)向心力和重力、弹力、摩擦力一样，是性质力．()(3)向心力可以由某种性质的力来充当，是效果力．()提示：(1)×(2)×(3)√二、向心力的大小1．实验研究F向与m、r、ω的关系(1)实验方法：控制变量法．(2)结论：物体的质量越大、角速度越大、转动半径越大，物体所需向心力越大．2．大小：物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比．3．计算公式：F＝mrω2＝m．根据公式F＝m和F＝mω2r，物体做匀速圆周运动时，当半径比较大的时候，向心力比较大还是比较小？提示：分析向心力大小必须采用控制

3、变量的方法，公式F＝m中，若v一定时，r越大，F越小；公式F＝mω2r中，若ω一定时，r越大，F越大．三、向心加速度1．定义：做圆周运动的物体具有的沿半径指向圆心的加速度，叫向心加速度．2．大小：a＝ω2r＝.3．方向：向心加速度的方向时刻改变，且始终指向圆心．4．实质：向心加速度是用来描述物体线速度方向改变快慢的物理量．5．对匀速圆周运动的理解：匀速圆周运动是加速度方向时刻改变，而大小不变的变速运动．所以，匀速圆周运动不是加速度恒定的运动，即不是匀变速运动而是变加速运动．2．(1)向心加速度是描述线速度变化多少的物理量．()(2)匀速圆周运动的

4、向心加速度是变化的．()(3)匀速圆周运动的线速度大小不变，加速度为零．()提示：(1)×(2)√(3)×向心力的理解[学生用书P60]1．向心力特点的理解(1)向心力是根据力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，其效果是改变速度的方向，而不改变速度的大小．对物体受力分析时，不用分析向心力．(2)若物体做匀速圆周运动，其向心力必然是物体所受的合力，它始终沿着半径方向指向圆心，并且大小恒定．(3)若物体做非匀速圆周运动，其向心力则为物体所受的合力在半径方向上的分力，而合力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小．2．

5、向心力来源的理解向心力可以是重力、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)．命题视角1向心力特点的考查关于向心力的说法中正确的是()A．物体由于做圆周运动而产生向心力B．向心力不改变做圆周运动物体的速度大小C．做匀速圆

6、周运动的物体其向心力是不变的D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力[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，故选项A错误．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项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，故选项C错误．只有匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力，故选项D错误．[答案]B命题视角2向心力来源的分析(多选)如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖

7、直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所受的向心力是()A．绳的拉力B．重力和绳拉力的合力C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力[解题探究](1)小球运动过程中受哪些力的作用？(2)小球的摆动过程是匀速圆周运动吗？[解析]对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉力的作用，向心力是指向圆心方向的合力.因此，可以说是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以说是各力沿绳方向的分力的合力，选C、D.[答案]CD(1)对做圆周运动的物体进行受力分析时，注意以下几点：物体的受力应是实际受到的力，是性质力，存在施

8、力物体；不另外分析向心力．(2)列方程时要区分受到的力和物体做圆周运动所需的向心力，利用题目条件灵活运用向心力表达式．向心加速度的理解[