（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第6節(jié) 向心加速度課件 新人教版必修2.ppt

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1、第6節(jié) 向心力,[學(xué)考報(bào)告],[基 礎(chǔ) 梳 理],1.定義,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體產(chǎn)生向心加速度的原因是它受到了指向圓心的合力，這個(gè)力叫做向心力。,2.向心力的大小,mω2r,mωv,3.向心力的方向,無(wú)論是否為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力總是沿著半徑指向______，方向時(shí)刻改變，故向心力是_____力。,4.向心力的作用效果——改變線速度的______。由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，故向心力不改變線速度的________ 。,圓心,變,方向,大小,5.向心力的來(lái)源,它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是它們的______，還可以是某個(gè)力的分力。 例如：(1)地球

2、繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)對(duì)地球的______提供向心力(圖1甲)； (2)在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，繩對(duì)球的______提供向心力(圖乙)； (3)圓盤上隨圓盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的物塊，所受的__________提供向心力(圖丙)； (4)在光滑漏斗內(nèi)壁上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，__________________提供向心力(圖丁)。,圖1,總結(jié)：向心力不是特定性質(zhì)的某種力，屬于效果力，不參于受力分析。,合力,引力,拉力,靜摩擦力,支持力與重力的合力,[典 例 精 析],【例1】 關(guān)于向心力的說(shuō)法中正確的是( ),A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)還受到一個(gè)向心力 B.向心力可以是任何性質(zhì)的力 C.做勻

3、速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是恒力 D.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力提供向心力,解析 力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，因?yàn)橛邢蛐牧ξ矬w才做圓周運(yùn)動(dòng)，而不是因?yàn)樽鰣A周運(yùn)動(dòng)才產(chǎn)生向心力，也不能說(shuō)物體還受一個(gè)向心力，故A錯(cuò)誤；向心力是效果力，可以是任何一種性質(zhì)的力，故B正確；物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力方向永遠(yuǎn)指向圓心，其大小不變，方向時(shí)刻改變，故C錯(cuò)誤；只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合力提供向心力，而非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力并非物體所受的合力，而是合力指向圓心的分力提供向心力，故D錯(cuò)誤。 答案 B,[即 學(xué) 即 練],1.(20164月浙江學(xué)考)如圖2為某中國(guó)運(yùn)動(dòng)員在短道速滑比賽中勇奪金牌的精彩瞬間。假定此時(shí)他正沿圓

4、弧形彎道勻速率滑行，則他( ),圖2,A.所受的合力為零，做勻速運(yùn)動(dòng) B.所受的合力恒定，做勻加速運(yùn)動(dòng) C.所受的合力恒定，做變加速運(yùn)動(dòng) D.所受的合力變化，做變加速運(yùn)動(dòng) 解析 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，大小恒定，方向始終指向圓心是變力，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 答案 D,[基 礎(chǔ) 梳 理],1.方法導(dǎo)向,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，合外力提供向心力，故受力分析，求合外力是關(guān)鍵。,2.解決圓周運(yùn)動(dòng)的一般步驟,(1)確定做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為研究對(duì)象，明確圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心位置和半徑。 (2)對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，畫出受力示意圖。運(yùn)用平行四

5、邊形定則或正交分解法求出外界提供的向心力Fn。,[典 例 精 析],【例2】 如圖3所示，質(zhì)量為1 kg的小球用細(xì)繩懸掛于O點(diǎn)，將小球拉離豎直位置釋放后，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度為2 m/s，已知球心到懸點(diǎn)的距離為1 m，重力加速度g＝10 m/s2，求小球在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩的拉力的大小。,圖3,解析 小球在最低點(diǎn)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重 力mg和繩的拉力FT提供(如圖所示)，,答案 14 N,【例3】 如圖4所示，質(zhì)量相等的a、b兩物體放在圓盤上，到圓心的距離之比是2∶3，圓盤繞圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩物體相對(duì)圓盤靜止，a、b兩物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比是( ),圖4,A.1∶1 B.3∶2 C.2∶

6、3 D.9∶4 解析 a、b隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，由F＝mω2r知向心力正比于半徑，C正確。 答案 C,[即 學(xué) 即 練],2.(2016浙江溫州八校聯(lián)考)如圖5所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等，通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上。不考慮空氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是( ),圖5,A.A的速度比B的大 B.A與B的向心加速度大小相等 C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等 D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小,答案 D,[基 礎(chǔ) 梳 理],1.概念：線速度______改變的圓周運(yùn)動(dòng)叫做變速圓周運(yùn)動(dòng)。,2.受力特點(diǎn)：,(1)物體所受的合力

7、F____________；將F分解為跟圓弧相切的分力F2和指向圓心的分力F1。如圖6所示，它產(chǎn)生兩個(gè)方向的效果。,圖6,大小,不指向圓心,因此，變速圓周運(yùn)動(dòng)的合外力不等于向心力，只是沿半徑方向的分力F1提供向心力。故利用公式求圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度的大小，必須用該點(diǎn)的瞬時(shí)速度值。 (2)合力F與速度方向_______，它改變了物體速度的______和_______。,不垂直,大小,方向,3.一般的曲線運(yùn)動(dòng)：軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)。如圖7所示，一般的曲線運(yùn)動(dòng)的每一小段都可以看作圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，所以分析曲線運(yùn)動(dòng)某點(diǎn)的情況時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法處理。,圖7,[典 例

8、 精 析],【例4】 如圖8所示，蕩秋千是小朋友很喜歡的游戲，當(dāng)秋千由上向下蕩時(shí)，,圖8,(1)此時(shí)小朋友做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)？ (2)繩子拉力與重力的合力指向懸掛點(diǎn)嗎？ 答案 (1)秋千蕩下時(shí)，速度越來(lái)越大，做的是變速圓周運(yùn)動(dòng)。 (2)由于秋千做變速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力既有指向懸掛點(diǎn)(圓心)的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向懸掛點(diǎn)。,[即 學(xué) 即 練],3.用繩拴一沙袋，使沙袋在光滑水平面上做變速圓周運(yùn)動(dòng)，思考以下問(wèn)題：,圖9,(1)圖9表示做圓周運(yùn)動(dòng)的沙袋正在加速運(yùn)動(dòng)的情況，分析繩對(duì)沙袋的拉力方向并討論拉力的作用效果； (2)如果將拉力按照其作用效果進(jìn)行分解，兩個(gè)分力各產(chǎn)生了怎樣的加速度？分加速度的效果如何？,答案 (1)繩對(duì)沙袋的拉力方向不指向圓心，即不與沙袋的速度方向垂直，而是與沙袋的速度方向成一銳角θ，如題圖，拉力F有兩個(gè)作用效果，一是改變線速度的大小，二是改變線速度的方向。 (2)根據(jù)F產(chǎn)生的作用效果，可以把F分解為兩個(gè)相互垂直的分力：跟圓周相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn；Ft產(chǎn)生切線方向的加速度，改變線速度的大小，F(xiàn)n產(chǎn)生向心加速度，改變線速度的方向。,