鲁科版高中物理必修第二册精品课件 第3章 圆周运动 第2节 科学探究 向心力 (2).ppt

第3章第2节科学探究:向心力

学习目标1.理解什么是向心力和向心加速度,会分析向心力的来源。(科学思维)2.掌握向心力、向心加速度和线速度、角速度的关系式;能够运用向心力公式求解有关问题。(物理观念)3.通过简单实验探究向心力。(科学探究)

思维导图

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基础落实·必备知识全过关

一、向心力1.定义做匀速圆周运动的物体受到的指向的力。?2.方向始终指向,总是与运动方向垂直。?3.作用效果向心力只改变线速度的,不改变线速度的,因此向心力不做功。?圆心圆心方向大小

4.来源可能是、、或是某几个力的。?5.大小做匀速圆周运动的物体,所受向心力的大小为F=,而ω=,则F=。?弹力重力摩擦力合力mrω2

二、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,这个加速度称为向心加速度。?2.大小a=。?a=。?3.方向向心加速度的方向时刻与的方向一致,且始终指向。?向心力rω2向心力圆心

易错辨析判一判(1)向心力可以由重力或弹力等来充当,是效果力。()(2)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力。()(3)匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动。()(4)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。()√√×提示匀速圆周运动加速度的方向是不断变化的,所以匀速圆周运动是加速度变化的曲线运动。提示当ω一定时,a与r成正比。×

合格考试练一练1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法,正确的是()A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用B.物体所受的合力提供向心力C.向心力是一个恒力D.向心力的大小一直在变化B解析向心力是一个效果力,并不单独存在,选项A错误;做匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力,大小不变,方向时刻指向圆心,选项B正确,选项C、D错误。

2.如下列选项所示,细绳的一端固定,另一端系一小球,让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,关于小球运动到P点时的加速度方向可能正确的是()B解析做匀速圆周运动的物体的加速度就是向心加速度,其方向指向圆心,选项B正确。

3.如图所示,物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有()A.圆盘对B及A对B的指向圆心的摩擦力B.圆盘对B的指向圆心的摩擦力,A对B的背离圆心的摩擦力C.圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D.圆盘对B的摩擦力和向心力B解析物体A、B在匀速转动过程中所需的向心力均指向圆心,且均由摩擦力提供,所以物体B所受圆盘对其的摩擦力指向圆心,物体A所受B对其的摩擦力也指向圆心,根据牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力背离圆心,A错误,B正确;物体B受到圆盘和A对其的摩擦力,两个摩擦力的合力提供向心力,由于向心力是效果力,它必须是由性质力来提供,所以不能说A受到摩擦力和向心力,C、D错误。

重难探究·能力素养全提升

探究一对向心力的理解情境探究如图所示,用细绳拉着小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,若小球的线速度为v,运动半径为r,请思考:是什么力使小球做圆周运动?该力的大小、方向如何?小球运动的速度v增大,细绳的拉力大小如何变化?提示绳的拉力;向心力等于绳的拉力,大小为,方向指向圆心;v增大,绳的拉力增大。

知识归纳1.向心力的大小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.向心力的作用效果改变线速度的方向。

4.向心力来源分析(1)向心力是根据力的作用效果命名的,它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供,也可以由它们的合力提供,还可以由某个力的分力提供。(2)当物体做匀速圆周运动时,由于物体沿切线方向的加速度为零,即切线方向的合力为零,物体受到的合力一定指向圆心。(3)当物体做非匀速圆周运动时,其向心力为物体所受的合力在半径方向上的分力,而合力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。

应用体验【例题1】如图所示,一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一小木块A,它随圆盘一起做匀速圆周运动,则关于木块A的受力,下列说法正确的是()A.木块A受重力、支持力和向心力B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相反C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同C

解析由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有