高中物理 5_6 向心力学案新人教版必修2

第6节 向心力【学习目标】1理解向心力的概念。2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能应用公式进行计算。3.知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力【知识要点】1.向心力定义：物体做匀速圆周运动就是因为受到与线速度方向_沿半径指向_ 的合外力的作用。由于该合力的方向始终指向圆心，故我们形象的把合力称其为向心力。2.向心力大小公式:Fn = = = = = 3.力与运动的关系力与速度同一直线，力只改变速度 ，不改变速度 。力与速度垂直，力只改变速度 ，不改变速度 。力与速度成其它任意角度， 。向心力的作用效果是产生_ _，它只改变_，而不改变_。4.当物体沿圆周运动，不仅速度方向不断变化，其大小也在不断变化，这样的圆周运动称为变速圆周运动。物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心，这时合外力的作用效果是：使物体产生向心加速度的同时，产生切向加速度。匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。5.一般曲线运动及研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。【课堂探究】一 . 匀速圆周运动的向心力（1）做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？（2）做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。（3）做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？（4）匀速圆周运动的向心力大小与哪些因素有关？ （控制变量法）二 .匀速圆周运动的向心力的来源（1）绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。（2）在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力？向心力由谁提供？探究归纳：（a）向心力是 ；受力分析时, 。（b）向心力的来源：物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）【针对训练】例1如图所示，有一个以角速度旋转的圆锥摆，则 （1）小球受到的力是（ ） A、重力 B、向心力C、重力和弹力 D、重力、弹力和向心力（2）小球做匀速圆周运动的向心力是（ ） 提供的A、重力 B、弹力 C、重力和弹力的合力 D、平衡力 （3）小球所受向心力等于（ ） Amg + F Bmgcos CMgsin Dmgtan例2一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s，盘面上距圆盘中心0.1m的位置有一个质量为0.1kg的物体随圆盘一起做匀速圆周运动，求（1）物体所受向心力的大小 （2）试分析向心力是由什么力提供的。三、变速圆周运动的向心力FFtFn1.匀速圆周运动向心力的来源？2变速圆周运动向心力的来源（1）做变速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？（2）做变速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。（3）做变速圆周运动的物体受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？（阅读教材24页）探究归纳：半径方向上的力Fn： ； 切线方向上的力Ft： 。【巩固提升】1某物体做匀速圆周运动，下面列出四个与物体运动相关的物理量，其中不变的是 （ ）A加速度 B线速度 C合力 D周期2下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中正确的是 ( )A物体除其他的力外还要受到个向心力的作用B物体所受的合外力提供向心力 C向心力是一个恒力D向心力的大小直在变化 3.关于向心力的说法中正确的是( )A物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零C做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合力D做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的4.小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做圆周运动，则下列关于A的受力情况的说法正确的是()A受重力、支持力和与运动方向相反的静摩擦力B受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力C受重力、支持力、静摩擦力和向心力D受重力、支持力和方向不一定指向圆心的静摩擦力5如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一物体一起运动，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6一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，当车厢突然制动时，则( )A绳的拉力突然变小 B绳的拉力突然变大C绳的拉力没有变化 D无法判断拉力有何变化7.一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需向心力是()A绳的拉力B重力和绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力8一个小球在竖直放置的光滑圆环内槽里做圆周运动，则关于小球加速度方向的描述正确的是 （ ）A一定指向圆心 B一定不指向圆心C只在最高点和最低点时指向圆心 D不能确定是否指向圆心9.质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在O点正下方L/2处有一光滑的钉子O/，把小球拉到与O/在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示，将小球从静止释放，当球第一次通过最低点P的瞬间：A小球速率突然减小 B小球角速度突然减小C小球的向心加速度突然减小 D摆线上的张力突然减小10. 如图质量为25kg的小孩坐在秋千板上，小孩离拴绳子的栋梁2.5m如果秋千板摆到最低点时，速度为3m/s，问小孩对秋千板的压力是多大？FNNDDDFNNNNG11长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示当摆线L与竖直方向的夹角为时，求：(1)线的拉力F；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度及周期5