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成才之路物理,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版必修2,曲线运动,第五章,第六节向心力,第五章,我们知道，月球受地球的引力，绕地球做匀速圆周运动(如图1)；当你在光滑桌面上抡动细绳，使物体做匀速圆周运动时(如图2)，作用在物体上的拉力，总是沿绳子指向圆心。是否做匀速圆周运动的物体，都受到指向圆心的力呢？这个力的大小与哪些因素有关呢？这一节我们就来研究这些问题。,1定义做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，这个合力叫做向心力。产生向心加速度的原因是由于它受到了指向_的合力。2方向向心力的方向始终沿着半径指向_，与线速度方向_，时刻发生改变。,向心力,圆心,圆心,垂直,3表达式Fn_或Fn_。4来源(1)向心力是根据力的_命名的，可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供。(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的_，也可能是某个力的_。,m2r,作用效果,合力,分力,1变速圆周运动变速圆周运动物体所受合外力不等于向心力，合外力一般产生两个效果。(1)跟圆周相切的分力Ft，只改变线速度的大小，产生_加速度，此加速度描述线速度_的快慢。(2)跟圆周切线垂直而指向圆心的分力Fn，只改变线速度的方向，产生_加速度。,变速圆周运动和一般的曲线运动,切向,大小变化,向心,2一般的曲线运动的处理方法一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段_，研究质点在这一小段的运动时，可以采用_的处理方法进行处理。,圆弧,圆周运动,5向心力来源的实例分析,答案：AC,解析：衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力三个力的作用，其中弹力提供其做圆周运动的向心力，A、C正确，B错误；由于重力与静摩擦力保持平衡，所以摩擦力不随转速的变化而变化，D错误。,二、匀速圆周运动的处理方法1匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变。,2匀速圆周运动的性质(1)线速度仅大小不变而方向时刻改变，是变速运动。(2)向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变，是非匀变速曲线运动。(3)匀速圆周运动具有周期性，即每经过一个周期物体都要重新回到原来的位置，其运动状态(如v、a大小及方向)也要重复原来的情况。(4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力大小恒定，方向总是沿半径指向圆心。,三、变速圆周运动和一般曲线的运动1匀速圆周运动和变速圆周运动的区别(1)由做曲线运动的条件可知，变速圆周运动中物体所受的合力与速度方向一定不垂直，当速率增大时，物体受到的合力与瞬时速度之间的夹角是锐角；当速率减小时，物体受到的合力与速度之间的夹角是钝角。(2)匀速圆周运动和变速圆周运动受力情况的不同点：匀速圆周运动中，合力全部用来提供向心力，合力指向圆心；变速圆周运动中，合力沿着半径方向的分量提供向心力，合力通常不指向圆心。,2一般的曲线运动运动轨迹不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动。如图所示，汽车在高低不平的路面上行驶的运动通常是一个比较复杂的曲线运动，在这个复杂的曲线运动中取一小段研究，每一小段都可以看成是某个圆周的一部分。不同位置上所对应的“圆周运动”的“圆心”和“半径”是不同的。,答案：C,点评：本题考查运动的合成与分解知识及圆周运动规律的应用，充分体会一般的曲线运动的处理方法。,对向心力的理解,解析：向心力是一种效果力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，但应注意它不是物体受到的一个新力，A错。向心力只改变物体运动的方向，不改变速度的大小，故B对。物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故C错。只有在匀速圆周运动中，合力提供向心力，而非匀速圆周运动中向心力并非物体受到的合力，故D错。答案：B,答案：B,向心力来源分析,解析：小球在竖直平面内做变速圆周运动，受重力和绳的拉力作用，由于向心力是指向圆心方向的合外力，因此它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力，故选C、D。答案：CD,A当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为b方向B当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向C当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向D当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为d方向答案：D解析：物块转动时，其向心力由静摩擦力提供，当它匀速转动时其方向指向圆心，当它加速运动时其方向斜向前方，当它减速转动时，其方向斜向后方。,处理圆周运动的基本方法,答案：AB,点评：(1)A、B两球的向心加速度、线速度、角速度、周期、频率等物理量与球的质量无关，在相同的g、的情况下仅由轨道半径决定。(2)由解题过程可见，圆周运动问题属于一般的动力学问题，无非是由物体的受力情况确定物体的运动情况，或者由物体的运动情况求解物体的受力情况。解题的思路就是以加速度为纽带，运用牛顿第二定律和运动学公式列方程，求解并讨论，学习者应该把已经掌握的解决动力学问题的方法迁移到解决圆周运动的问题中。,(1)绳子的拉力大小。(2)该装置转动的角速度。答案：(1)490N(2)0.7rad/s,正确答案：BC,
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