2017-2018学年高中物理专题5.6向心力预基础版含解析新人教版必修2

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1、5.6向心力【学习目标】1.知道什么是向心力，知道向心力是根据作用效果命名的力2.知道影响向心力大小的因素。理解向心力的计算公式，并能用来进行计算向心力；3.了解变速圆周运动的受力特点及一般曲线运动的处理方法；【自主学习】知识点一、向心力问题1：通过前一节的学习，我们知道：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。请你依据所学的物理规律，指出做匀速圆周运动的物体所受的合力的方向，并推导出物体所受合力的表达式。总结：（1）向心力的定义：做匀速圆周运动的物体叫做向心力。（2）向心力方向：始终。（3）向心力的表达式：===（4）向心力的作

2、用效果：向心力是按照力的命名的，其作用是产生，改变线速度的。问题2：下图是三个匀速圆周运动的实例，分析物体的受力，画出受力图并指出物体做匀速圆周运动的向心力是由什么力提供的？图1中的地球，受到，提供向心力；图2中的小球，受到，提供向心力；图3中的钢球，受到，提供向心力。知识点二、变速圆周运动和一般的曲线运动问题3：图中F是做变速圆周运动的物体所受的合力，阅读教材完成。根据F产生的效果，将F分解为两个相互垂直的分力：和。产生，只改变线速度的；产生，只改变线速度的，该物体的速度将（填“增大”、“减小”或“不变”）。（一）变速圆周运

3、动1.概念：物体沿圆周运动，速度方向不断改变，同时速度大小也不断改变，这样的圆周运动叫变速圆周运动。2.受力特点：物体做变速圆周运动时，所受外力的合力（“指向”或“不指向”）圆心。此时可以将合力沿着半径方向（法向）和垂直于半径（切向）的方向分解，沿半径方向的分力Fn就是物体做圆周运动的向心力，它可以改变物体速度的；而沿着圆周切线方向的分力Ft用来改变物体速度的；（二）一般曲线运动的处理方法物体的运动轨迹既不是直线，也不是圆周的曲线运动叫一般的曲线运动。研究一般的曲线运动时，可以将运动轨迹分成很多小段，每一小段都可以近似看成圆周

4、的一部分，这样就可以应用圆周运动的规律来处理一般的曲线运动了。1．如图所示，一个圆盘绕过盘心且与盘面垂直的竖直轴O匀速转动，角速度为，盘面上有一质量为m的物块随圆盘一起做匀速圆周运动，物块到转轴的距离为r，下列说法正确的是：（）A、物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为B、物块受重力、弹力、向心力作用，合力大小为C、物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为D、物块受重力、弹力、摩擦力作用，合力大小为【答案】C【名师点睛】对于做匀速圆周运动的物体要正确分析其向心力来源，熟练应用向心力公式求解以及圆周运动的公式的应用。2．（多选

5、）如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是：（）A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为a方向B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向为b方向C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向为c方向D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向为d方向【答案】BD【解析】圆周运动的物体，速度方向在改变，沿半径指向圆心方向一定受力．匀速圆周运动的物体，切向方向不受力，合力指向圆心，而物块P的向心力是摩擦力提供的，所以当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为c方向，因此，选项A错误；当转盘加速转动时，物块P做

6、加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向b，故选项B正确，选项C错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向d，故D选项正确。【名师点睛】做圆周运动的物体受到的力正交分解：平行速度方向的合力，即切向力，产生切向加速度，改变速度的大小；垂直速度方向的合力，指向圆心，产生向心加速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小．按照这个思路来分析判断物块所受到

7、的摩擦力方向。3．如图所示，两个啮合齿轮，小齿轮半径为10cm，大齿轮半径为20cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为10cm，A、B分别为两个齿轮边缘上的点，则A、B、C三点的：（）A．线速度之比为1:1:1B．角速度之比为1:1:1C．向心加速度之比为4:2:1D．转动周期之比为2:1:1【答案】C【名师点睛】本题关键明确同缘传动同轴传动的特点，然后结合公式v=ωr分析求解即可；要知道同缘传动时，边缘点的线速度相等；同轴传动时，角速度相等。4．如图所示，在光滑水平面上，一质量为m的小球在绳的拉力作用下做半径为r的匀速圆周运动

8、，小球运动的线速度为υ，则绳的拉力大小为：（）rmA．B．C．mωrD．mωr2【答案】A【解析】小球做匀速圆周运动，靠拉力提供向心力，则有：．故选A.【名师点睛】解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，小球在水平面上做匀速圆周运动，靠拉力提供向心力，掌握向心力的公式，