2019-2020年高考物理总复习 第8讲 向心力能力提升学案 新人教版必修2

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1、2019-2020年高考物理总复习第8讲向心力能力提升学案新人教版必修2向心力是一种由效果命名的非性质力，由其他力或其他力的合力、分力提供。1．向心力：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的等效的力的作用。做匀速圆周运动的物体的速度大小是恒定的，但速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动是变速运动。做匀速圆周运动的物体并不处于平衡状态，物体做匀速圆周运动的条件是物体时刻受到与速度方向垂直的合外力作用，并且这个合外力总是沿着半径指向圆心。所以叫向心力。2．方向：向心力的方向不断变化，但总是沿着半径指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，所以向心力的方向总与物体

2、运动的方向垂直。3．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【考题1】关于向心力．以下说法中不正确的是()．A．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力B．向心力就是做匀速圆周运动的物体所受的合外力C．向心力是做匀速圆周运动的物体线速度变化的原因D.只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动【解析】理解向心力的定义、作用效果，弄清向心力的来源和物体做匀速圆周运动的条件，然后与选项加以比较可作出判断。【答案】B、C【变式1—1

3、】关于向心力，下列说法中正确的是()．A．向心力是一种效果力B．向心力是一种具有某种性质的力C．向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速度的大小D．向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小【变式1—2】如图9—1所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动。则下列关于A的受力情况的说法中正确的是()．A．受重力、支持力B．受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力C．受重力、支持力、摩擦力和向心力D．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力考点2向心力来源的分析向心力可由其他一切力提供，也可以是由其他力的合力或分力提供。1．凡是产生向心加

4、速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力。它既可以是重力、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。绝不能在分析受力时多加一个向心力．2．当物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，它沿着半径的方向指向圆心，并且大小恒定；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力提供向心力，而合外力在切线方向上的分力用以改变速度的大小。几个特例：(1)“向心力”可能是重力(万有引力)。如图9—5(a)所示。人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星受到的万有引力提供向心力。(2)“向心力”可能是弹力。如图9-5(b)所示．物体在光滑平面上，在绳的拉力作

5、用下做匀速圆周运动，拉力(弹性力)提供向心力．(3)“向心力”可能是摩擦力。如图9—5(c)所示。物体随转盘做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力。(4)“向心力”可能是重力、弹力的合力沿半径方向的分力。如图9—5(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。分析匀速圆周运动向心力来源的步骤：(1)确定匀速圆周运动的圆周轨道所在平面；(2)找出轨道圆心的位置，接着对物体进行受力分析；(3)找出这些力指向圆心方向的合外力，这就是向心力．【考题2】如图9—2所示，被一细绳系住的小球质量为m，小球在水平面内做半径为r的匀速圆周运

6、动。小球做匀速圆周运动的角速度为ω，则小球受几个力的作用?各是什么性质的力?向心力是由什么力提供的?【解析】小球受到的重力mg和细绳拉力T两个力的作用。一个是由于地球吸引而产生的重力，一个是由于细绳发生弹性形变而产生的弹力．由向心力公式知，向心力大小F向＝mω2r。由于小球在水平面内做匀速圆周运动，在竖直方向上始终没有运动，所以将细绳的拉力分别沿水平方向和竖直方向进行正交分解，则T的竖直分力必与小球的重力等大反向相互抵消，水平面内只有T的水平分力，它就是小球受到的向心力。所以说，向心力是由细绳拉力的水平分力提供的。或由拉力和重力的合力提供的。【变式2

7、—1】狗拉雪橇沿位于水平面内的圆弧形道路匀速率行驶，图9-3为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力F，的示意图(O为圆心)，其中正确的是().【变式2—2】如图9-4所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一物体P，它随圆筒一起转动，若想使P相对于圆筒静止，则物体所受向心力为：A.重力B.弹力C.静摩擦力D.滑动摩擦力考点3向心力大小的计算向心力。在不同情景中应选用不同的表达式。把向心加速度的表达式代入牛顿第二运动定律，可得．向心力公式，不仅是为了计算向心力的，它同时也反映了物体所受合外力、质量、线速度、轨道半径四个物理量在匀速圆周运动中的对应关系，要使物体

8、做匀速圆周运动，这些物理量必须恰好满足这一关系。也就是说这个关系和匀速圆周运动是互为充要条件的。圆周运动中如