浙江2018届高中物理第五章曲线运动第6节向心加速度学案新人教版

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1、第6节　向心力[学考报告]知识内容向心力考试要求学考选考dd基本要求1.了解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的2.体验向心力的存在，掌握向心力的表达式3.会分析向心力的来源，计算简单情境中的向心力4.初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理5.会测量、分析实验数据，获得实验结论6.知道向心力的公式也适用于变速圆周运动，对竖直平面上的变速圆周运动问题，能运用向心力公式对最高点和最低点作定量分析发展要求1.从牛顿第二定律角度理解向心力表达式2.知道做变速圆周运动的物体所受合力一般不指向圆心，可分解为切向分力和法向分力说明1.不要求用“等效圆

2、”处理一般曲线运动2.变速圆周运动和曲线运动的切向分力和切向加速度不作定量计算要求3.不要求求解提供向心力的各力不在同一直线上的圆周运动问题[基础梳理]1.定义做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原因是它受到了指向圆心的合力，这个力叫做向心力。2.向心力的大小Fn＝man＝m＝mω2r＝mωv＝m()2r。3.向心力的方向15无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力。4.向心力的作用效果——改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小。5.向心力的来源它可以是

3、重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。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(图1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(图乙)；(3)圆盘上随圆盘一起匀速转动的物块，所受的静摩擦力提供向心力(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(图丁)。图1总结：向心力不是特定性质的某种力，属于效果力，不参于受力分析。[典例精析]【例1】关于向心力的说法中正确的是(　　)A.物体由于做圆周运动还受到一个向心力B.向心力可以是任何性质

4、的力C.做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力D.做圆周运动的物体所受各力的合力提供向心力解析　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，也不能说物体还受一个向心力，故A错误；向心力是效果力，可以是任何一种性质的力，故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D错误。答案　B[即学即练]151.(2016·4月浙江学考)如图2为某中国运动员在短道速滑

5、比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他(　　)图2A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速运动D.所受的合力变化，做变加速运动解析　做匀速圆周运动的物体所受的合力提供做圆周运动的向心力，大小恒定，方向始终指向圆心是变力，所以匀速圆周运动是变加速运动，D正确，A、B、C错误。答案　D[基础梳理]1.方法导向做匀速圆周运动的物体，合外力提供向心力，故受力分析，求合外力是关键。2.解决圆周运动的一般步骤(1)确定做圆周运动的物体为研究对象，明确圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径。(2

6、)对研究对象进行受力分析，画出受力示意图。运用平行四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力Fn。(3)抓住所给的已知条件，是线速度v、角速度ω，还是周期T，根据向心力公式Fn＝m＝mω2r＝mr＝mvω选择适当形式确定物体所需要的向心力。(4)根据题意由牛顿第二定律及向心力公式列方程求解。[典例精析]【例2】如图3所示，质量为1kg的小球用细绳悬挂于O点，将小球拉离竖直位置释放后，到达最低点时的速度为2m/s，已知球心到悬点的距离为1m，重力加速度g＝10m/s2，求小球在最低点时对绳的拉力的大小。15图3解析　小球在最低点时做圆周运动的向心力由重力m

7、g和绳的拉力FT提供(如图所示)，即FT－mg＝所以FT＝mg＋m＝N＝14N由牛顿第三定律得，小球在最低点时对绳的拉力大小为14N。答案　14N【例3】　如图4所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2∶3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是(　　)图4A.1∶1B.3∶2C.2∶3D.9∶4解析　a、b随圆盘转动，角速度相同，由F＝mω2r知向心力正比于半径，C正确。答案　C[即学即练]2.(2016·浙江温州八校联考)如图5所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的

8、缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，