2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 圓周運(yùn)動 第二節(jié) 第2課時(shí) 向心力 向心加速度課件 粵教版必修2.ppt

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1、第2課時(shí)向心力向心加速度,第二章第二節(jié)向心力,內(nèi)容索引,,達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),自主預(yù)習(xí),1.定義：做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的方向 的力. 2.作用效果：不改變質(zhì)點(diǎn)速度的 ，只改變速度的 . 3.方向：沿半徑指向 ，和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向 ，其方向時(shí)刻在改變. 4.大?。篎 ；F .,一、向心力,沿半徑指向圓心,大小,方向,圓心,垂直,m2r,1.定義：由向心力產(chǎn)生的指向 方向的加速度. 2.大?。篴 ，a . 3.方向：與向心力方向 ，始終指向 ，時(shí)刻在改變.,二、向心加速度,

2、圓心,2r,一致,圓心,即學(xué)即用 1.判斷下列說法的正誤. (1)勻速圓周運(yùn)動的向心力是恒力.( ) (2)勻速圓周運(yùn)動的合力就是向心力.( ) (3)勻速圓周運(yùn)動的加速度的方向始終不變.( ) (4)勻速圓周運(yùn)動是加速度方向不斷改變的變速運(yùn)動.( ) (5)根據(jù)a2r知加速度a與半徑r成正比.( ),,,,,,答案,2.在長0.2 m的細(xì)繩的一端系一小球，繩的另一端固定在水平桌面上，使小球以0.6 m/s的速度在桌面上做勻速圓周運(yùn)動，則小球運(yùn)動的角速度為_______，向心加速度為________.,3 rad/s 1.8 m/s2,答案,解析,重點(diǎn)探究,1.向心力：使物體做圓周

3、運(yùn)動的指向圓心的合力. 2.向心力大小： . 3.向心力的方向 無論是否為勻速圓周運(yùn)動，其向心力總是沿著半徑指向圓心，方向時(shí)刻改變，故向心力是變力. 4.向心力的作用效果改變線速度的方向.由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運(yùn)動方向始終垂直，故向心力不改變線速度的大小.,,一、向心力及其來源,5.向心力的來源 向心力是根據(jù)力的作用效果命名的.它可以由重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力提供，也可以由它們的合力提供，還可以由某個(gè)力的分力提供. (1)當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，由于物體沿切線方向的加速度為零，即切線方向的合力為零，物體受到的合外力一定指向圓心，以提供向心力產(chǎn)生向心加速度. (2)當(dāng)物體

4、做非勻速圓周運(yùn)動時(shí)，其向心力為物體所受的合外力在半徑方向上的分力，而合外力在切線方向的分力則用于改變線速度的大小.,例1(多選)下列關(guān)于向心力的說法中正確的是 A.物體由于做圓周運(yùn)動而產(chǎn)生了一個(gè)向心力 B.向心力不改變圓周運(yùn)動中物體線速度的大小 C.做勻速圓周運(yùn)動的物體其向心力即為其所受的合外力 D.做圓周運(yùn)動的物體所受各力的合力一定充當(dāng)向心力,解析當(dāng)物體所受的外力的合力始終有一分力垂直于速度方向時(shí)，物體將做圓周運(yùn)動，該分力即為向心力，故先有向心力然后才使物體做圓周運(yùn)動.因向心力始終垂直于速度方向，所以它不改變線速度的大小，只改變線速度的方向.勻速圓周運(yùn)動所受合外力指向圓心，完全提供向心力.非

5、勻速圓周運(yùn)動中是合外力指向圓心的分力提供向心力.,答案,解析,,,例2(多選)如圖1所示，用長為L的細(xì)線拴住一個(gè)質(zhì)量為M的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，細(xì)線與豎直方向的夾角為，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中正確的是 A.小球受到重力、線的拉力和向心力三個(gè)力 B.向心力是線對小球的拉力和小球所受重力的合力 C.向心力的大小等于細(xì)線對小球拉力的水平分力 D.向心力的大小等于Mgtan ,答案,,,圖1,,針對訓(xùn)練如圖2所示，一圓盤可繞過圓盤的中心O且垂直于 盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起 運(yùn)動做勻速圓周運(yùn)動，則關(guān)于木塊A的受力，下列說法中 正確的是 A.木塊A受重力、

6、支持力和向心力 B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊 運(yùn)動方向相反 C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向指向圓心 D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相同,答案,解析,,圖2,解析由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡.而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心O，故選C.,1.請根據(jù)牛頓第二定律以及向心力的表達(dá)式推導(dǎo)向心加速度的表達(dá)式.,,二、向心加速度,導(dǎo)學(xué)探究,2.有人說：“勻速圓周運(yùn)動的加速度恒定，所以是勻變速運(yùn)動.”這種說法對嗎？

7、為什么？,答案不對.勻速圓周運(yùn)動的向心力大小不變，但方向時(shí)刻指向圓心，即方向始終變化.所以勻速圓周運(yùn)動是加速度時(shí)刻變化的變速運(yùn)動.,答案,1.方向：不論向心加速度a的大小是否變化，a的方向始終指向圓心，是時(shí)刻改變的，所以圓周運(yùn)動的向心加速度時(shí)刻發(fā)生改變，圓周運(yùn)動是一種變加速曲線運(yùn)動. 2.向心加速度的大?。?. (1)當(dāng)勻速圓周運(yùn)動的半徑一定時(shí)，向心加速度的大小與角速度的平方成正比，也與線速度的平方成正比，隨頻率的增加或周期的減小而增大. (2)當(dāng)角速度一定時(shí)，向心加速度與運(yùn)動半徑成正比. (3)當(dāng)線速度一定時(shí)，向心加速度與運(yùn)動半徑成反比.,知識深化,例3(多選)下列說法正確的是 A.勻速圓周

8、運(yùn)動的速度大小保持不變，所以做勻速圓周運(yùn)動的物體沒有加速度 B.做勻速圓周運(yùn)動的物體，雖然速度大小不變，但方向時(shí)刻在改變，所以必 有加速度 C.做勻速圓周運(yùn)動的物體，加速度的大小保持不變，所以是勻變速(曲線)運(yùn)動 D.勻速圓周運(yùn)動的加速度大小雖然不變，但方向始終指向圓心，加速度的方 向發(fā)生了變化，所以勻速圓周運(yùn)動既不是勻速運(yùn)動，也不是勻變速運(yùn)動,解析加速度恒定的運(yùn)動才是勻變速運(yùn)動，勻速圓周運(yùn)動的向心加速度的方向時(shí)刻改變.勻速圓周運(yùn)動是速度的大小不變而方向時(shí)刻變化的運(yùn)動，所以B、D正確.,答案,解析,,,例4如圖3所示，一球體繞軸O1O2以角速度勻速旋轉(zhuǎn)，A、B為球體上兩點(diǎn)，下列幾種說法中正

9、確的是 A.A、B兩點(diǎn)具有相同的角速度 B.A、B兩點(diǎn)具有相同的線速度 C.A、B兩點(diǎn)的向心加速度的方向都指向球心 D.A、B兩點(diǎn)的向心加速度之比為21,答案,解析,,圖3,解析A、B為球體上兩點(diǎn)，因此，A、B兩點(diǎn)的角速度與球體繞軸O1O2旋轉(zhuǎn)的角速度相同，A對； 如圖所示，A以P為圓心做圓周運(yùn)動，B以Q為圓心做圓周 運(yùn)動，因此，A、B兩點(diǎn)的向心加速度方向分別指向P、Q， C錯； 設(shè)球的半徑為R，則A運(yùn)動的半徑rARsin 60，B運(yùn)動的 半徑rBRsin 30，,達(dá)標(biāo)檢測,1,2,3,1.(向心力的理解)(多選)下面關(guān)于向心力的敘述中，正確的是 A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一

10、個(gè)變力 B.做勻速圓周運(yùn)動的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定 受到一個(gè)向心力的作用 C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個(gè)力，也可以是這些力中某 幾個(gè)力的合力，或者是某一個(gè)力的分力 D.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小,4,5,答案,,,,1,2,3,4,5,2.(對向心加速度公式的理解)如圖4所示為質(zhì)點(diǎn)P、Q做勻速圓周運(yùn)動時(shí)向心加速度隨半徑變化的圖線，表示質(zhì)點(diǎn)P的圖線是雙曲線的一支，表示質(zhì)點(diǎn)Q的圖線是過原點(diǎn)的一條直線.由圖線可知 A.質(zhì)點(diǎn)P的線速度不變 B.質(zhì)點(diǎn)P的角速度不變 C.質(zhì)點(diǎn)Q的角速度不變 D.質(zhì)點(diǎn)Q的線速度不變,答案,解析,,圖4,1,2,3,

11、4,5,解析質(zhì)點(diǎn)P的ar圖線是雙曲線的一支，即a與r成反比，由a 知質(zhì)點(diǎn)P的線速度v的大小是定值，但方向變化，A錯誤. 根據(jù) 知質(zhì)點(diǎn)P的角速度是變量，所以B錯誤. 質(zhì)點(diǎn)Q的ar圖線是一條直線，表示ar，由ar2知角速度是定值，C正確. 根據(jù)vr知質(zhì)點(diǎn)Q的線速度v是變量，所以D錯誤.,3.(向心力來源分析)(多選)如圖5所示，用細(xì)繩拴一小球在光滑桌面上繞一鐵釘(系一繩套)做勻速圓周運(yùn)動，關(guān)于小球的受力，下列說法正確的是 A.重力、支持力、繩子拉力 B.重力、支持力、繩子拉力和向心力 C.重力、支持力、向心力 D.繩子拉力充當(dāng)向心力,1,2,3,4,圖5,5,答案,,,4.(傳動裝置中的向心加速度

12、)如圖6所示，兩輪壓緊，通過摩擦傳動(不打滑)，已知大輪半徑是小輪半徑的2倍，E為大輪半徑的中點(diǎn)，C、D分別是大輪和小輪邊緣上的一點(diǎn)，則E、C、D三點(diǎn)向心加速度大小關(guān)系正確的是 A.aCaD2aE B.aC2aD2aE,解析,1,2,3,4,5,圖6,答案,,1,2,3,4,5,5.(向心加速度公式的應(yīng)用)如圖7所示，一個(gè)大輪通過皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動，皮帶和兩輪之間無滑動，大輪的半徑是小輪的2倍，大輪上的一點(diǎn)S到轉(zhuǎn)軸的距離是大輪半徑的.當(dāng)大輪邊緣上P點(diǎn)的向心加速度是 12 m/s2 時(shí)，大輪上的S點(diǎn)和小輪邊緣上的Q點(diǎn)的向心加速度分別是多少？,1,2,3,4,5,圖7,答案4 m/s224 m/s2,解析,答案,1,2,3,4,解析同一輪上的S點(diǎn)和P點(diǎn)角速度相同：SP，,5,又因?yàn)槠Р淮蚧?，所以傳動皮帶的兩輪邊緣各點(diǎn)線速度大小相等：vPvQ.,