高中物理 第二章 2 匀速圆周运动的向心力和向心加速度学案 教科版必修2.doc

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1、匀速圆周运动的向心力和向心加速度[目标定位]1.理解向心力的概念及其表达式的含义.2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算.3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加速度公式求解有关问题.一、什么是向心力[问题设计]分析图1甲、乙、丙中小球、地球和“旋转秋千”(模型)做匀速圆周运动时的受力情况，合力的方向如何？合力的方向与线速度方向有什么关系？合力的作用效果是什么？图1[要点提炼]1.向心力：物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向________，这个指向________的合力就叫做向心力.2.向心力的方向：总是沿着半径指向________

2、，始终与线速度的方向________，方向时刻改变，所以向心力是变力.3.向心力的作用：只改变线速度的________，不改变线速度的________.4.向心力是效果力：向心力是根据力的____________命名的，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是它们的________，或某个力的分力.注意：向心力不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为向心力，受力分析时不能添加向心力.二、向心力的大小[问题设计]如图2所示，用手拉细绳使小球在光滑水平地面上做匀速圆周运动，在半径不变的的条件下，减小旋转的角速度感觉手拉绳的力怎样变化？在角速度不变的条件

3、下增大旋转半径，手拉绳的力怎样变化？在旋转半径、角速度相同的情况下，换一个质量较大的铁球，拉力怎样变化？图2[要点提炼]1.匀速圆周运动的向心力公式为F＝________________＝__________＝mr()2.2.物体做匀速圆周运动的条件：合力大小________，方向始终与速度方向________且指向________，提供物体做圆周运动的向心力.三、向心加速度[问题设计]做匀速圆周运动的物体加速度沿什么方向？若角速度为ω、半径为r，加速度多大？根据牛顿第二定律分析.1.定义：做匀速圆周运动的物体，加速度的方向指向________，这个加速度称为向心加

4、速度.2.表达式：a＝________＝________＝r＝ωv.3.方向及作用：向心加速度的方向始终与线速度的方向________，只改变线速度的________，不改变线速度的________.4.匀速圆周运动的性质：向心加速度的方向始终指向圆心，方向时刻改变，所以匀速圆周运动是________________运动.[延伸思考]甲同学认为由公式a＝知向心加速度a与运动半径r成反比；而乙同学认为由公式a＝ω2r知向心加速度a与运动半径r成正比，他们两人谁的观点正确？说一说你的观点.　　　一、对向心力的理解例1　关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力，下列说法正确的

5、是(　　)A.因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B.因向心力指向圆心，且与线速度的方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C.它是物体所受的合力D.向心力和向心加速度的方向都是不变的例2　如图3所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点相对圆盘静止.关于小强的受力，下列说法正确的是(　　)图3A.小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B.若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零C.小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D.如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心二、向心加

6、速度的理解及计算例3　如图4所示，一个大轮通过皮带拉着小轮转动，皮带和两轮之间无相对滑动，大轮的半径是小轮的2倍，大轮上的一点S到转动轴的距离是大轮半径的.当大轮边缘上P点的向心加速度是12m/s2时，大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度分别是多少？图4　　　三、圆周运动的动力学问题例4　如图5所示，半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为(　　)图5A.B.C.D.1.(对向心力的理解)下列关于向心力的说法中正确的是(　　)A.物体受

7、到向心力的作用才可能做圆周运动B.向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出C.向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力D.向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢2.(向心力来源分析)在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心，能正确表示小滑块受到的牵引力F及摩擦力f的图是(　　)3.(对向心加速度的理解)如图6所示为A、B两物体做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图像，其中A为双曲线的一个分支，由图可知(　　)图6A.A物体运动的线速度大小不变B.A物体运动的角速