河南省安阳县第二高级中学2014年高考物理复习 向心力学案.docVIP

河南省安阳县第二高级中学2014年高考物理复习 向心力学案 【学习目标】 1.知道向心加速度的物理意义、方向和大小； 2.知道什么是向心力，是 = = = ; (二)向心力 1.概念：物体做匀速圆周运动时，所受外力的合力的方向总指向 ，这个合力叫向心力；向心力是产生 的原因。 2.向心力的方向：向心力总指向 ，与物体的线速度方向 。 3.向心力的作用效果：向心力只改变速度的 ，不改变速度的 。 4.向心力的大小：根据牛顿第二定律，向心力F= 或F= = = 二．变速圆周运动和一般曲线运动 （一）变速圆周运动 1.概念：物体沿圆周运动，速度方向不断改变，同时速度大小也不断改变，这样的圆周运动叫变速圆周运动。 2.受力特点：物体做变速圆周运动时，所受外力的合力 （“指向”或“不指向”）圆心。此时可以将合力沿着半径方向（法向）和垂直于半径（切向）的方向分解，沿半径方向的分力Fn就是物体做圆周运动的向心力，它可以改变物体速度的 ；而沿着圆周切线方向的分力Ft用来改变物体速度的 ； 【课堂互动】 一．向心加速度的计算 例题1：如图，三个轮子的半径之比r1:r2:r3=1:2:3，A、B、C分别为三轮边沿上的三点，则他们的线速度之比 ；角速度之比 ；向心加速度之比 ； 练习1：在地球表面北纬30度和北纬45度两地分别有A、B两物体，他们随地球自转时的向心加速度之比为 ； 二．向心力的来源分析 物体做匀速圆周运动时，向心力总是指向圆心的，在分析向心力来源时，首先要分析物体的受力情况，将各个力沿运动轨迹的半径方向和垂直于半径方向正交分解，沿运动轨迹半径方向的各个力的合力就是其做匀速圆周运动的向心力。 例题1：分析下列做匀速圆周运动的物体，向心力由那些力提供 （1）如图1，一小球在细线的牵引下，在光滑水平面做匀速圆周运动。 图1 图2 图3 （2）如图2所示，小木块与圆盘无相对滑动，一起匀速转动，试分析小木块的受力情况。 （3）如图3，洗衣机脱水桶中，附着在桶壁上的衣物随筒一起匀速转动。 （4）如图4，细线悬挂一小球做匀速圆周运动。 （5）如图5，小球在光滑漏斗内壁做匀速圆周运动。 （6）如图6，光滑的铁丝圈上套一个小球，铁丝圈绕一根竖直直径匀速转动。分析小球受力，指明向心力的来源。 图4 图5 图6 二.向心力的计算 例题:2：长0.40m的细绳，一端拴一质量为0.2kg的小球，在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动，若运动的角速度为5.0rad/s，求：（1）绳对小球拉力？（2）若细绳能承受的最大拉力为5N，则小球转动的角速度最大值不能超过多少？ 例题3：已知：汽车的质量为1吨，汽车轮胎与地面之间的动摩擦因数为0.8，汽车在一个半径为20m的水平弯道上运动时，要保证安全，汽车行驶的速度最大为多少？（g=10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 根据以上结果讨论：（1）汽车在水平路面上转弯时的最大限速取决于哪些因素？（2）在雨雪天气下，要保证行车安全，应采取什么措施？ 【课后练习】 1. 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是 　　A 　　B 　　C 　　D A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度 3. 关于匀速圆周运动的周期大小，下列判断正确的是 A．若线速度越大，则周期一定越小 B．若角速度越大，则周期一定越小 C．若半径越大，则周期一定越大 D．若向心加速度越大，则周期一定越大 4. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角。则它们的向心力之比为（ ） A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16 5.一个半径为r=0.3m的飞轮，转速为100r/s，则轮边沿上各点的向心加速度为 m/s2; 6.自行车后轮的半径为70cm，自行车行