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《2020_2021学年高中物理第二章匀速圆周运动2匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件教科版必修2202102232143.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2.匀速圆周运动的向心力和向心加速度必备知识·自主学习一、向心力及其方向【情境思考】汽车匀速率转弯的向心力是由什么力提供的?提示:汽车匀速率转弯的向心力由汽车所受的静摩擦力提供。1.定义:做圆周运动的物体,受到的始终指向_____的合力。2.方向:始终指向_____,总是与运动方向_____。3.作用效果:向心力只改变速度_____,不改变速度大小。4.来源:可能是_____、重力、摩擦力或是它们的_____。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的_____,做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物
2、体所受到的合力。圆心圆心垂直方向弹力合力合力二、向心力的大小【情境思考】向心力与质量、角速度、半径之间有什么关系?提示:F=mω2r1.实验探究:2.公式:F=_____或F=_____。质量m角速度ω半径rmrω2三、向心加速度1.定义:做圆周运动的物体受到向心力的作用,存在一个由_______产生的加速度。2.大小:a=____或a=____。3.方向:与向心力的方向一致,始终指向_____。向心力ω2r圆心关键能力·合作学习知识点一 向心力1.向心力的特点:(1)方向:方向时刻在变化,始终指向
3、圆心,与线速度的方向垂直。(2)大小:F=m=mrω2=mωv=mr,在匀速圆周运动中,向心力大小不变;在非匀速圆周运动中,其大小随速率v的变化而变化。2.向心力的作用效果:由于向心力的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。3.向心力的来源:物体做圆周运动时,向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供。可以由一个力充当向心力;也可以由几个力的合力充当向心力;还可以是某个力的分力充当向心力。4.常见圆周运动向心力的来源实例:【问题探究】情境:如图所示,水平面上,小球在
4、细绳拉力作用下做圆周运动。讨论:(1)牵绳的手有什么感觉?(2)如果松手将发生什么现象?(3)小球为什么做圆周运动?提示:(1)手有被绳拉的感觉。(2)如果松手,球会脱离绳的牵引。(3)小球在绳的拉力作用下做圆周运动。【典例示范】【典例】如图,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动,则()A.A受重力、支持力,两者的合力提供向心力B.A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力,摩擦力充当向心力C.A受重力、支持力、向心力、摩擦力D.A受重力、支持力、向心力【解析】选B。物体在水平面上,一定受
5、到重力和支持力作用,物体在转动过程中,有背离圆心的运动趋势,因此受到指向圆心的静摩擦力,且静摩擦力提供向心力,故A、C、D错误,B正确。【素养训练】1.如图,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是()A.重力B.弹力C.静摩擦力D.滑动摩擦力【解析】选B。由题图知,物体受重力、摩擦力和弹力,做匀速圆周运动合外力提供向心力,所以是弹力提供向心力,故B正确;A、C、D错误。2.（2020·全国Ⅰ卷）如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为
6、50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为()A.200NB.400NC.600ND.800N【解析】选B。该同学荡到秋千支架的正下方时，设每根绳子平均承受的拉力为F，根据牛顿第二定律有：2F-mg=m，解得F==N+N=405N，故选项B正确，A、C、D错误。3.如图所示,在验证向心力公式的实验中,质量相同的钢球①、②分别放在转盘A、B上,它们到所在转盘转轴的距离之比为2∶1。a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮,a、b的轮半径之比为
7、1∶2,用皮带连接a、b两轮转动时,钢球①、②所受的向心力之比为()A.8∶1B.4∶1C.2∶1D.1∶2【解析】选A。皮带传送,边缘上点的线速度大小相等,所以va=vb,a轮、b轮半径之比为1∶2,所以由v=rω得:;共轴的点,角速度相等,两个钢球的角速度分别与共轴轮的角速度相等,则。根据向心加速度a=rω2,则知。钢球的质量相等,由F=ma得,向心力之比为,故A正确,B、C、D错误,故选A。【加固训练】在水平面上,小猴拉着小滑块做匀速圆周运动,O点为圆心,能正确地表示小滑块受到的牵引力及摩擦力
8、f的图是()【解析】选A。滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,故滑动摩擦力的方向沿圆周的切线方向,B、D错误;小滑块做匀速圆周运动,其合外力提供向心力,故A正确,C错误。知识点二 向心加速度任务1认识向心加速度1.物理意义:向心加速度是描述做圆周运动的物体速度方向改变快慢的物理量。2.方向:总是指向圆心,即向心加速度的方向与速度方向垂直,时刻在变化,因此匀速圆周运动是变加速曲线运动。【问题探究】情境:如图所示,小球做匀速圆周运动,它的速度方向时刻在变,所以匀速圆周运
