向心力 導(dǎo)學(xué)案 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第頁第六單元第2節(jié)向心力一、向心力（Fn）1．定義：做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的合外力指向圓心，這個(gè)力叫做向心力。2．方向：總指向圓心，與速度垂直，方向不斷變化。3．向心力的大小：F作用：（1）只改變速度的方向，不改變速度的大小（2）產(chǎn)生向心加速度4．特點(diǎn)：①方向時(shí)刻發(fā)生變化（始終指向圓心且與速度方向垂直）②向心力的作用：只改變線速度的方向不改變速度大?、巯蛐牧κ歉鶕?jù)力的作用效果來命名的，它可以是某一個(gè)力，或者是幾個(gè)力的合力來提供。（受力分析時(shí)，不能多出一個(gè)向心力）二、向心力的實(shí)例1．輕繩栓一小球，在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動。小球向心力的來源？小球受力分析：向心力由小球受到的桌面支持力FN、小球的重力G、繩子的拉力的合力提供。F向=F合=F2．物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動。木塊向心力的來源?由木塊受到的重力、支持力、靜摩擦力三個(gè)力的合力提供。即圓盤對木塊的靜摩擦力FfF向=F合=Ff3．物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，物塊的受力？物塊向心力的來源?物塊做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，合力提供向心力，即桶對物塊的支持力。4．沿光滑漏斗或碗內(nèi)壁做圓周運(yùn)動的小球豎直方向:Ncosθ＝mg水平方向:F合=mω2rF合＝mgtanθ豎直方向：Ncosθ＝mg水平方向：F合=mω2RsinθF合＝mgtanθ總結(jié)（1）向心力是根據(jù)效果命名的力，并不是一種新的性質(zhì)的力。（2）向心力的來源：可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是幾個(gè)力的合力，還可以是某個(gè)力的分力。物體做勻速圓周運(yùn)動時(shí)，由合力提供向心力。向心力不是物體真實(shí)受到的一個(gè)力，不能說物體受到向心力的作用，只能說某個(gè)力或某幾個(gè)力提供了向心力。三、變速圓周運(yùn)動和一般曲線運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動1．定義：物體沿著圓周運(yùn)動，線速度大小處處相等2．勻速圓周運(yùn)動中，v大小、ω、T、f、n均不變3．運(yùn)動性質(zhì)：變速曲線運(yùn)動4．特點(diǎn)：a向=a實(shí)際 F合=F向（1）變速圓周運(yùn)動的合外力也指向圓心嗎？變速圓周運(yùn)動的速度大小是怎么改變的？怎么分析研究一般的曲線運(yùn)動？做變速圓周運(yùn)動的物體所受的力Ft切向分力，它產(chǎn)生切向加速度，改變速度的大小.Fn向心分力，它產(chǎn)生向心加速度，改變速度的方向.結(jié)論：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動就是變速圓周運(yùn)動，勻速圓周運(yùn)動切向加速度為零。非勻速圓周運(yùn)動特點(diǎn)：a向≠a實(shí)際 F合≠F向向心力是合力的一個(gè)分力故合力方向與速度方向不垂直無論哪種運(yùn)動，向心力一定與速度垂直【例1】關(guān)于向心力說法中正確的是（） A．向心力是物體受到的真正的力B．向心力不改變速度的大小 C．做勻速圓周運(yùn)動的物體所受向心力是不變的 D．向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新的力【練1】用細(xì)線拴著一個(gè)小球，在光滑水平面上作勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（） A．在線速度一定情況下，線越長越易斷B．在線速度一定情況下，線越短越易斷 C．在角速度一定情況下，線越長越易斷D．在角速度一定情況下，線越短越易斷【例2】如圖，半徑為r的圓筒繞豎直中心軸轉(zhuǎn)動，小橡皮塊緊帖在圓筒內(nèi)壁上，它與圓筒的摩擦因數(shù)為μ，現(xiàn)要使小橡皮不落下，則圓筒的角速度至少多大？（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）【例3】如圖所示，花樣滑冰雙人自由滑比賽時(shí)的情形．男運(yùn)動員以自己為轉(zhuǎn)動軸拉著女運(yùn)動員做勻速圓周運(yùn)動．若男運(yùn)動員轉(zhuǎn)速為30r/min，手臂與豎直方向夾角約為60°，女運(yùn)動員質(zhì)量是50kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7m/s，則下列說法正確的是（） A．女運(yùn)動員做圓周運(yùn)動的角速度為πrad/s B．女運(yùn)動員觸地冰鞋做圓周運(yùn)動的半徑約為2m C．男運(yùn)動員手臂拉力約是850N D．男運(yùn)動員手臂拉力約是500N【例4】如圖所示，一根光滑的輕桿沿水平方向放置，左端O處連接在豎直的轉(zhuǎn)動軸上，a、b為兩個(gè)可看做質(zhì)點(diǎn)的小球，穿在桿上，并用細(xì)線分別連接Oa和ab，且Oa＝ab，已知b球質(zhì)量為a球質(zhì)量的2倍．當(dāng)輕桿繞O軸在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，Oa和ab兩線的拉力之比F1：F2為（） A．2：1 B．1：2 C．5：1 D．5：41．關(guān)于向心力的說法正確的是（） A．向心力是由于物體做圓周運(yùn)動而產(chǎn)生的 B．做勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力是由其所受的合力提供的 C．向心力既可以改變做圓周運(yùn)動物體速度的方向，也可以改變其速度的大小 D．做勻速圓周運(yùn)動的物體，其向心力是不變的2．如圖所示，A、B兩個(gè)物體與圓盤保持相對靜止，隨圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動，則A、B分別受到幾個(gè)力的作用（） A．3個(gè)，5個(gè) B．3個(gè)，4個(gè) C．4個(gè)，5個(gè) D．4個(gè)，6個(gè)3．如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體緊貼在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒的豎直內(nèi)壁上，隨圓筒一起做勻速圓周運(yùn)動，則下列關(guān)系中正確的是（） A．線速度vA＝vB B．角速度ωA＞ωB C．它們受到的合力FA合＞FB合 D．它們受到的摩擦力fA＞fB4．關(guān)于向心力的說法中正確的是（） A．向心力是除物體所受重力、彈力以及摩擦力以外的一種新力 B．向心力不改變圓周運(yùn)動物體的速度的大小 C．做勻速圓周運(yùn)動的物體其向心力是不變的 D．做圓周運(yùn)動的物體所受各力的合力一定是向心力5．一個(gè)質(zhì)量為m的小球在繩的拉力作用下做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動，小球運(yùn)動的線速度為v，周期為T，則小球所需要的向心力為（） A．mvr B．mvr2 C．46．如圖所示，用細(xì)繩系著一個(gè)小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，不計(jì)空氣阻力，以下關(guān)于小球受力的說法中正確的是（） A．只受重力 B．只受拉力 C．受重力、拉力和向心力 D．受重力和拉力7．如圖所示，豎直圓筒內(nèi)壁光滑，半徑為R，頂部有入口A，在A的正下方h處有出口B．一質(zhì)量為m的小球從入口A沿圓筒內(nèi)壁切線方向水平射入圓筒內(nèi)，要使小球從出口B飛出，小球進(jìn)入入口A處的速度v0＝__________________________________，運(yùn)動過程中小球?qū)ν脖诘膲毫＝___________________________________。（重力加速度為g）8．如圖所示，圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，質(zhì)量為m的小物塊能夠隨圓盤一起轉(zhuǎn)動，則以下說法正確的是（） A．小物塊受到重力、支持力、向心力、摩擦力作用 B．小物塊所受的摩擦力方向沿運(yùn)動軌跡