高一物理向心力同步教学资料 新课标 人教版 必修2

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1、高一物理向心力同步教学资料本讲要点：1、理解向心力的概念及其表达式的确切含义；2、通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义，知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算；3、进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点，知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。同步课堂：一、向心力1、向心力是一种按作用效果命名的力，它是指物体做匀速圆周运动受到的合外力。注意：向心力不是按照性质命名的，它是按照力的作用效果命名的。向心力可以由某一

2、个力提供，也可以由几个力的合力提供，甚至可以由某一个力的分力提供，这要根据物体受力的实际情况判定。在分析做圆周运动的质点受力情况时，切不可在物体受到的实际力（如重力、弹力、摩擦力）外再添加一个向心力。2、匀速圆周运动的物体向心力的特点：只改变速度的方向不改变速度的大小，它对物体不做功。3、向心力公式F=mv2/r=mω2r=4mπ2r/T24、方向：始终指向圆心。.二、变速圆周运动和一般曲线运动1．做匀速圆周运动的物体所需要的向心力就是物体受到的合外力。2．做变速圆周运动的物体所受的力并不始终指向圆心。　（1）沿切线方向的分力产生切线加速度，不断改变速度的大小，沿半径方向的分力产生向

3、心加速度，不断改变速度的方向。　（2）在分析质点经过曲线上某位置的运动时，也可以采用圆周运动的分析方法。二、重点难点:1．关于匀速圆周运动的理解⑴匀速圆周运动特点：线速度大小恒定，角速度、周期、频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力大小不变，方向始终指向圆心。⑵性质：是速度大小不变而速度方向时刻在变化的变速曲线运动，而且是加速度大小不变，方向在时刻变化的变加速曲线运动。⑶匀速圆周运中向心力特点：由于物体在做匀速圆周运动时，仅是速度方向变化而速度大小不变，故仅存在向心加速度。因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。⑷物体做匀速圆周运动的条件：质点具有初速度，并且始终受到跟线速度

4、方向垂直、时刻指向圆心、大小恒定的合外力（即向心力）的作用。⑸一个物体不论在哪个平面内做匀速圆周运动，其合外力在任何时刻必定指向圆心，且大小不变。2．变速圆周运动物体所受合外力的特点及其作用效果：当物体做变速圆周运动时，物体所受的合外力往往不与运动方向垂直，也就是说不再始终指向圆心。它一方面改变物体的运动方向，一方面改变物体的运动快慢，即它的作用效果有两个：合力沿垂直速度方向的分量改变物体的运动方向，使物体产生一个向心加速度，合力沿速度方向的分量改变物体的运动快慢，使物体产生一个切向加速度。3．变速圆周运动中向心力公式的使用：前面给出的向心力及向心加速度公式对变速圆周运动也适用，只是

5、其中的速度应该是对应于某一位置的瞬时速度，其向心力、向心加速度也是对应于此位置的向心力和向心加速度。典型例题：例题1、析下面几种情况中作圆周运动的物体向心力的来源：●r物块随圆盘一起转动漏斗内壁光滑AB解析：对作圆周运动的各物体进行受力分析，分析是什么力充当向心力：随圆盘转动的物块的向心力是圆盘对物块的静摩擦力；漏斗内作圆周运动的小球的向心力是小球受的重力和漏斗壁对它弹力的合力；作摆动的小球的向心力是它所受重力法向分力和绳子拉力的合提供。点评：向心力不是按照性质命名的，它是按照力的作用效果命名的。向心力可以由某一个力提供，也可以由几个力的合力提供，甚至可以由某一个力的分力提供，这要根

6、据物体受力的实际情况判定。例题2、如图所示，长0.40m的细绳，一端拴一质量为0.2kg的小球，在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动，若运动的角速度为5.0rad/s，求绳对小球需施多大拉力？解析：运动中，小球受到竖直向下的重力G，竖直向上的水平面支持力N和沿绳指向圆心的绳的拉力F，如图所示，这三个力的合力提供了小球做匀速圆周运动所需的向心力，由于其中重力G和支持力N为一对平衡力，因此实际由绳的拉力为小球做匀速圆周运动的向心力。小球沿半径等于绳长的圆周做匀速圆周运动，根据向心力公式，所需向心力的大小为：为此绳对小球需施拉力的大小为N．点评：对于解决匀速圆周运动问题，关键是受力分析

7、，确定是什么力提供了向心力，轨道半径和圆心的位置，再利用向心力知识求解。例题3、如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是（ ）　　A、受重力、支持力　　B、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力　　C、重力、支持力、向心力、摩擦力　　D、以上均不正确解析：物体A在水平转台上，其受重力G竖直向下，支持力F竖直向上，这两个力是一对平衡力．　　至于物体A是否受摩擦力，方向如何，必须由运动状态才可确定．假设A与转盘之间无摩擦力，