第二章第二節(jié)向心力

第二章第二節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向一考向二晨背關(guān)鍵語句知識(shí)點(diǎn)三考向三感受向心力1．向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到與速度方向不在同一直線上的合力作用，這個(gè)力總是沿著半徑指向

，叫做向心力。

2．向心力大小

F＝

或F＝

。

3．向心力的特點(diǎn)

(1)向心力的方向沿半徑指向圓心和質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

。

(2)向心力不改變質(zhì)點(diǎn)速度的

，只改變速度的

。圓心mω2r垂直大小方向2．向心力是效果力向心力因其方向時(shí)刻指向圓心而得名，故它為效果力。向心力的作用效果是只改變速度方向，不改變速度大小。它不是具有特定性質(zhì)的某種力，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力。受力分析時(shí)不分析向心力。3．向心力的來源(1)在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力一定是向心力；非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力沿半徑方向的分力提供向心力。(2)實(shí)例分析：實(shí)例向心力來源圖示小球在細(xì)繩的牽引下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)彈力(繩子的拉力)物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦力實(shí)例向心力來源圖示小球沿球面通過最高點(diǎn)合力小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)通過A點(diǎn)分力4．向心力是變力向心力的方向指向圓心，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻在改變，故向心力為變力。所以無論是勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)性質(zhì)都是變加速曲線運(yùn)動(dòng)。1．下面關(guān)于向心力的敘述中錯(cuò)誤的是 (

)A．向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個(gè)變力B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，除了受到別的物體對(duì)它的作用外，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解析：向心力是矢量，方向不斷變化，因此是變力，A正確；勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是物體受到的合力，并不是單獨(dú)存在的力，因此B錯(cuò)誤，C正確；向心力的方向與速度方向垂直，不改變速度大小，只改變速度方向，D正確。答案：B向心加速度1．定義向心力產(chǎn)生的指向

的加速度叫做向心加速度。2．大小a＝

或a＝

。圓心ω2r2．下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是 (

)A．向心加速度越大，物體速率變化越快B．向心加速度的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑成反比C．向心加速度的方向始終與速度方向垂直D．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心加速度是恒量答案：C生活中的向心力1．汽車轉(zhuǎn)彎(1)水平公路：靠車輪與路面間的

提供向心力。(2)內(nèi)低、外高的傾斜路面：速度一定時(shí)，由

和

的合力提供向心力。2．汽車過橋汽車通過凸形橋最高點(diǎn)或凹形橋最低點(diǎn)：

和

的合力提供向心力。靜摩擦力重力支持力重力支持力3．游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到20m/s2，g取10m/s2，那么此位置座椅對(duì)游客的作用力相當(dāng)于游客重力的 (

)A．1倍B．2倍C．3倍

D．4倍解析：游客在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，座椅的支持力N和游客所受重力的合力提供向心力，則N－mg＝ma。即N＝mg＋ma＝mg＋20m＝3mg。故C正確。答案：C 對(duì)向心力的理解

[例1]

如圖2－2－5所示，一圓盤可繞通過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓盤上放置一小木塊A，它隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)——做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則關(guān)于木塊A的受力，下列說法正確的是 (

)A．木塊A受重力、支持力、靜摩擦力和向心力

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(dòng)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(dòng)方向相同[思路點(diǎn)撥]向心力的來源：可由某一個(gè)力或某一個(gè)力的分力或n個(gè)力的合力提供，其方向一定指向圓心。[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作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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。[答案]

C[借題發(fā)揮](1)向心力是按力的作用效果命名的力，不是物體實(shí)際受到的性質(zhì)力，它是由物體所受的力來提供的。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力是物體所受的合力。(2)向心力是變力，它的方向始終指向圓心，始終與速度v垂直。1．現(xiàn)在有一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施，如圖2－2－6所示，“魔盤”轉(zhuǎn)動(dòng)很慢時(shí)，盤上的人都可以隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不至于被甩開。當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，盤上的人便逐漸向邊緣滑去，離轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的人，這種滑動(dòng)的趨勢(shì)越厲害。設(shè)“魔盤”轉(zhuǎn)速為6r/min，一個(gè)體重為30kg的小孩坐在距離軸心1m處隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)(沒有滑動(dòng))。則這個(gè)小孩受到的向心力為多大？這個(gè)向心力是由什么力提供的？答案：11.8N向心力由靜摩擦力提供[例2]

(雙選)關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，已知北京的地理緯度比廣州高，下列說法中正確的是(

)A．它們的方向都是沿半徑指向地心B．它們的方向都在平行于赤道的平面內(nèi)指向地軸C．北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D．北京的向心加速度比廣州的向心加速度小對(duì)向心加速度的理解[解析]如圖所示，地球表面各點(diǎn)的向心加速度方向都在平行于赤道的平面內(nèi)指向地軸，B正確，A錯(cuò)誤；兩地隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，但北京比廣州緯度大，半徑小，由a＝rω2可知，北京隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度比廣州的小，D正確，C錯(cuò)誤。[答案]

BD答案：BD圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用[例3]如圖2－2－8所示，長(zhǎng)為R的輕質(zhì)桿(質(zhì)量不計(jì))，一端系一質(zhì)量為m的小球(球大小不計(jì))，繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小球過最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的拉力大小為1.5mg，求：(1)小球過最低點(diǎn)時(shí)的線速度大?。?2)小球通過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力的大??；(3)小球以多大的線速度運(yùn)動(dòng)，通過最高處時(shí)桿對(duì)球不施力=123[思路點(diǎn)撥]