高中物理《向心力》学案2 新人教版必修2.doc

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1、7.向心力［教材习题研讨］方法点拨1.解析：此题中暗含的条件是：地球的公转周期T=365天.因此，太阳对地球的引力等于地球的向心力Fn=mr=6.0×1024××1.5×1011N=3.6×1022N.答案：3.6×1022N太阳对地球的引力就是地球公转的向心力.2.解析：如图6－7－6所示，对球受力分析：可见，向心力是重力和支持力的合力提供的.图6－7－6答案：由重力、支持力的合力（等于支持力在水平方向的分力）提供的受力分析，找合力，即为向心力来源.3.解析：（1）向心力的大小：F=mrω2=0.10×0.10×42N=0.16N.（2）小物体随圆盘一起做

2、匀速圆周运动，在圆周切线方向上，速度大小不变，因此切线方向上小物体没有相对圆盘的运动趋势；而小物体有指向圆心的加速度，所以合外力方向必指向圆心.小物体水平方向仅受静摩擦力，故向心力只能是静摩擦力.答：（1）0.16N（2）向心力等于圆盘对物体的静摩擦力，指向圆心首先对物体进行受力分析，弄清有哪些力，然后由匀速圆周运动的合外力即为向心力这一点出发进行判断.4.解析：如图6－7－7所示，小球由一定高度处摆下，摆到最低点时速度v一定.当细绳与钉子相碰后，球将以钉子A为圆心开始做圆周运动，绳的拉力T和重力G充当向心力.在最低点，有T－G=mT=G+m图6－7－7首先

3、要理解题目讨论的是拉力与圆周运动的半径之间的关系，然后利用向心力公式推导出两者的函数关系式，就可以分析了.可见，钉子位置越靠近球时，r越小，而拉力T就越大，故绳就越容易断.答案：见解析5.解析：汽车转弯时，做圆周运动，因此有指向圆心的向心加速度；同时，线速度逐渐减小，说明还存在与线速度方向相反的切向加速度，如图6－7－8所示.两者的矢量和即为合加速度的方向，也就是合力的方向.图6－7－8答案：C利用加速度的方向来判断合力的方向.因为本题中加速度的方向很容易确定.［教材优化全析］（一）向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体受到指向圆心的合外力作用，这个合外力叫做

4、向心力.2.方向：向心力的方向时刻指向圆心.做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合外力.3.公式全析提示向心力是变力.虽然向心力的大小不变，但其方向时刻改变.因此，匀速圆周运动是在变力作用下的曲线运动.根据牛顿第二定律F合=ma，把向心加速度的公式代入可得：Fn=man=m=mrω2=mr=m4π2f2r=mvω会根据已知条件灵活选用这些表达式.思考：根据公式Fn=m和Fn=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？由公式y=kx知，只有当k为定值时，才有y与x成正比.

5、同理，在公式Fn=m（质量m不变）中，当v一定时，Fn与r成反比；在公式Fn=mω2r中，当ω一定时，Fn与r成正比.因此，物体做匀速圆周运动时，向心力变大还是变小，不能只根据半径的变化来判断.要点提炼向心力和向心加速度与半径成正比还是成反比，要看条件才能确定.思维拓展4.向心力的作用效果向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直.所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向，而不改变速度的大小.这和直线运动中的作用效果不同：在直线运动中，合外力的作用效果是改变速度的大小和方向.5.向心力的来源：向心力是从力的作用效果命名的.凡是

6、产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力.它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力.当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力.几个特例：a.“向心力”要点提炼重力、弹力、摩擦力是从力的性质角度来命名的，而向心力是按作用效果来命名的.因此，对物体受力分析时，不要想当然地认为物体还要受到一个向心力的作用.可能是重力（万有引力）提供，如图6－7－1（a）所示.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它受的向心力是卫星的万有引力.b.“向心力”可能是弹力，如图6－7－1（b）所示

7、.物体在光滑平面上，在绳的拉力作用下做匀速圆周运动，拉力（弹性力）提供向心力.c.“向心力”可能是摩擦力，如图6－7－1（c）所示.物体随转盘做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力.图6－7－1d.“向心力”可能是重力、弹力的合力，沿半径方向的分力，如图6－7－1（d）所示.摆球做变速圆周运动，摆线的拉力与重力在摆线方向的分力共同提供向心力.（二）变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动中的向心力：（1）做变速圆周运动的物体，其速度大小发生变化，则向心加速度和向心力都会相应地发生变化.图6－7－2表示做圆周运动的沙袋正在加速的情况.O是沙袋运动轨迹的圆心，F是绳

8、对沙袋的拉力.根据F产生的效果，可以把F分解为两个相