2019_2020学年高中物理第五章曲线运动6向心力学案新人教版必修2.docx

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1、6　向心力知识体系关键点击1个概念——向心力2种运动——匀速圆周运动、变速圆周运动知识点一　向心力(1)向心力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方向：始终沿着半径指向圆心．③表达式a．Fn＝m.b．Fn＝mω2r.④效果力：向心力是根据力的作用效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．(2)实验验证①装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做匀速圆周运动，组成一个圆锥摆，如图所示．24②求向心力a．可用Fn＝m计算钢球所受的向心力．b．可计算重力和细线拉力的合力．③结论代入数据后比较计算出的

2、向心力Fn和钢球所受合力F的大小，即可得出结论：钢球需要的向心力等于钢球所受外力的合力．知识点二　变速圆周运动和一般的曲线运动(1)变速圆周运动的速度的大小和方向同时变化．(2)变速圆周运动物体所受的合力并不指向圆心，其合力产生两个方向的效果①跟圆周相切的分力Ft：产生切向加速度，此加速度描述线速度大小变化的快慢．②指向圆心的分力Fn：产生向心加速度，此加速度描述速度方向改变的快慢．(3)一般的曲线运动的处理方法①定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动．②处理方法：一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧，研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处

3、理方法进行处理．1．向心力既可以改变速度的大小，也可以改变速度的方向．(　　)24[答案]　×2．物体做圆周运动的速度越大，向心力一定越大．(　　)[答案]　×3．向心力和重力、弹力一样，是性质力．(　　)[答案]　×4．圆周运动中指向圆心的合力等于向心力．(　　)[答案]　√5．圆周运动中，合外力等于向心力．(　　)[答案]　×6．向心力产生向心加速度．(　　)[答案]　√1．如图所示，汽车正在匀速率转弯．(1)汽车的向心力是由什么力提供的？(2)物体做圆周运动时，它所受的向心力的大小、方向有什么特点？[提示]　(1)汽车匀速率转弯，摩擦力提供向心力．(2)向心力的特点：①方向：方向时刻在变

4、化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直．②大小：在匀速圆周运动中，向心力大小不变；在非匀速圆周运动中，其大小随速度v的变化而变化．2．荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡下时，(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？24(2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？[提示]　(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动．(2)由于秋千做变速圆周运动，合外力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点．要点一对向心力的理解1．向心力的大小根据牛顿第二定律，我们知道向心加速度与向心力有瞬时对应关系，则向心力的表达式为Fn＝man＝m＝mω2r＝mr＝4mπ2f2r.

5、2．向心力的方向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．3．向心力的作用效果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，只改变线速度的方向．【典例】　如图所示，有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，某人站在距圆心为r处的P点随圆盘共同运动，下列关于人的受力的说法中正确的是(　　)A．人在P点相对圆盘静止，因此不受摩擦力作用B．人随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力C．人随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力24D．若使圆盘以较小的转速转动时，人在P点受到的摩擦力不变[思路点拨]　[解析]　

6、由于人随圆盘做匀速圆周运动，所以一定需要向心力，且该力一定指向圆心方向，而重力和支持力均在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此该人会受到摩擦力的作用，且摩擦力充当向心力，选项A、B错误，C正确；由于人随圆盘转动，半径不变，当圆盘的转速变小时，由F＝m(2πn)2r可知，所需向心力变小，受到的摩擦力变小，选项D错误．[答案]　C向心力的来源及作用可归纳如下：(1)向心力可能是物体受到的某一个力或某几个力的合力，也可能是某一个力的分力.(2)物体做匀速圆周运动时，合外力一定是向心力，方向指向圆心，只改变速度的方向.(3)物体做变速圆周运动时，合外力沿半径方向的分力充当向心力，改变速度的方向；

7、合外力沿轨道切线方向的分力改变速度的大小.[针对训练]　如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动．此时小球所受到的力有(　　)A．重力、支持力B．重力、支持力、向心力C．重力、支持力、离心力D．重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力[解析]　小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合成提供，故