粤教版高中物理必修第二册精品课件 第二章 圆周运动 第二节 向心力与向心加速度.ppt

3.如图所示,压路机大轮的半径R是小轮半径r的2倍,压路机匀速行进时,大轮边缘上A点的向心加速度是0.12m/s2,那么小轮边缘上B点的向心加速度多大?大轮上距轴心的距离为的C点的向心加速度多大?答案0.24m/s20.04m/s2本课结束自我检测1.正误辨析,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)向心力可以是合力,也可以是某个力的分力.()答案√(2)向心力既改变物体做圆周运动的速度大小,也改变速度的方向.()答案×解析向心力指向圆心,不能改变速度的大小,仅能改变速度的方向.(3)做圆周运动的物体,半径越大,向心力就越大.()答案×解析由公式F=mω2r知,向心力的大小与质量、角速度、半径三个因素有关.(4)做圆周运动的物体,线速度越大,向心加速度就越大.()答案×解析由公式a=知,向心加速度的大小与速度和半径有关.2.(多选)对于做匀速圆周运动的物体,下列判断正确的是()A.合力的大小不变,方向一定指向圆心B.合力的大小不变,方向也不变C.合力产生的效果既改变速度的方向,又改变速度的大小D.合力产生的效果只改变速度的方向,不改变速度的大小答案AD解析匀速圆周运动的合力等于向心力,由于线速度v的大小不变,故合力只能时刻与v的方向垂直,即指向圆心,故选项A正确,B错误;合力的方向时刻与速度的方向垂直,沿切线方向无分力,故该力只改变速度的方向,不改变速度的大小,选项C错误,D正确.3.(2020广东广州天河区期末)A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动,在相同的时间内,它们通过的路程之比是4∶3,运动方向改变的角度之比是3∶2,它们的向心加速度之比为()A.16∶9 B.2∶1C.9∶4 D.4∶1答案B解析A、B两艘快艇做匀速圆周运动,由于在相同的时间内通过的路程之比是4∶3,所以它们的线速度之比vA∶vB=4∶3,由于在相同的时间内运动方向改变的角度之比是3∶2,所以它们的角速度之比ωA∶ωB=3∶2,由于向心加速度a=ωv,所以向心加速度之比=2∶1,选项B正确.课堂篇探究学习问题一向心力的来源和计情境探究用一根细杆和一个螺丝帽做游戏,将螺丝帽套在细杆上,游戏者手握细杆使其保持竖直并在水平方向做圆周运动,通过控制细杆的运动速度可以操控螺丝帽的运动.思考并探究下面的问题:(1)螺丝帽恰好不滑动,哪些力提供螺丝帽做圆周运动所需的向心力?(2)若增大细杆的转速,螺丝帽有可能相对细杆向上运动吗?要点提示(1)细杆对螺丝帽的弹力.竖直方向上,螺丝帽所受的重力和静摩擦力平衡,水平方向上,螺丝帽受到细杆对其的弹力,充当向心力;(2)不能.增大细杆的转速,螺丝帽做圆周运动所需的向心力增大,在水平方向受到的弹力增大,故螺丝帽与细杆间的最大静摩擦力增大,但螺丝帽实际受到的静摩擦力不变,竖直方向合力为零.知识归纳1.向心力大小的计算(1)在匀速圆周运动中,向心力大小不变;(2)在非匀速圆周运动中,其大小随速率v的变化而变化.2.向心力来源的分析(1)向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供.(2)向心力是效果力,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.指向圆心实例向心力示意图用细线系住的小球在竖直面内转动至最高点时绳子的拉力和重力的合力提供向心力,F向=F+G用细线系住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动线的拉力提供向心力,F向=FT实例向心力示意图物体随转盘做匀速圆周运动,且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力,F向=f小球在细线作用下,在水平面内做圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力,F向=F合实例引导例1图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO转动,设绳长l=10m,质点的质量m=60kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:(1)绳子拉力的大小;(2)转盘角速度的大小.解析(1)如图所示,对质点进行受力分析,图中F为绳子的拉力在竖直方向有Fco