2012高中物理 第5章第六節(jié)向心加速度課件 新人教版必修

1、第六節(jié) 向心力,課標定位 學(xué)習(xí)目標：1.理解向心力是一種效果力，其效果是產(chǎn)生向心加速度，方向總是指向圓心 2知道向心力大小與哪些因素有關(guān)，并能用來進行計算 3知道在變速圓周運動中向心力為合力沿半徑方向的分力 重點難點：確定向心力的來源及應(yīng)用向心力公式解決實際問題,核心要點突破,課堂互動講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第六節(jié),課前自主學(xué)案,課前自主學(xué)案,一、向心力 1定義：做勻速圓周運動的物體具有向心加速度，是由于它受到了指向_的合力，這個合力叫做向心力 2方向：始終指向_,圓心,圓心,mr2,二、變速圓周運動和一般的曲線運動 1變速圓周運動 變速圓周運動所受合外力一般不等于向心力，合外力一般產(chǎn)生兩個方面的

2、效果 (1)合外力F跟圓周相切的分力Ft，此分力產(chǎn)生_加速度at，描述_變化的快慢,切向,速度大小,(2)合外力F指向圓心的分力Fn叫向心力，此分力產(chǎn)生向心加速度an，向心加速度只改變速度的_，描述_變化的快慢,方向,速度方向,2一般的曲線運動的處理方法 一般曲線運動，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段可看做一小段_圓弧彎曲程度不同，表明它們具有不同的_這樣，質(zhì)點沿一般曲線運動時，可以采用圓周運動的分析方法進行處理,圓弧,半徑,核心要點突破,2向心力是效果力 向心力因其方向時刻指向圓心而得名，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)

3、的力都可以作為向心力受力分析時不分析向心力 3向心力的來源 在勻速圓周運動中合外力一定是向心力；非勻速圓周運動中，沿半徑方向的合外力提供向心力,向心力是按力的作用效果命名的，充當(dāng)向心力的力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力，也可以是各力的合力或某力的分力對各種情況下向心力的來源應(yīng)明確 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，方向時刻在改變，故向心力為變力,即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀) 1下列關(guān)于向心力的說法正確的是( ) A向心力只能是圓心上物體施加的力 B向心力是物體所受諸力沿半徑指向圓心的合力 C一個物體受多個力，則向心力只能由這多個力中指向圓心的力合成 D向心力一定是物

4、體受到的合力,解析：選B.向心力是物體所受合力沿半徑方向的分力，它可以是物體所受力中的一個，也可以是某一個力的分力，還可以是某些力的合力，所以A、C錯誤，B正確；在勻速圓周運動中向心力是物體受到的合力，但在變速圓周運動中向心力不是物體受到的合力，D錯,即時應(yīng)用 (即時突破，小試牛刀) 2如圖561所示，A、B兩球穿過光滑水平桿，兩球間用一細繩連接，當(dāng)該裝置繞豎直軸OO勻速轉(zhuǎn)動時，兩球在桿上恰好不發(fā)生滑動，若兩球質(zhì)量之比mAmB21，那么A、B兩球的( ) 圖561,A運動半徑之比為12 B加速度大小之比為12 C線速度大小之比為12 D向心力大小之比為12,課堂互動講練,(2011年成都高一檢

5、測)如圖562所示，小物體A與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤一起做勻速圓周運動，則( ),AA受重力、支持力，兩者的合力提供向心力 BA受重力、支持力和指向圓心的摩擦力，摩擦力充當(dāng)向心力 CA受重力、支持力、向心力、摩擦力 D以上均不正確,【精講精析】 A物體隨水平轉(zhuǎn)臺做勻速圓周運動時，受到重力G和平臺對它的支持力FN，是一對平衡力故不能成為維持物體做勻速圓周運動所需要的向心力那么是什么力提供向心力呢？由于A物體僅與平臺接觸，除了受重力G和支持力FN外，只可能受到平臺對它的靜摩擦力的作用根據(jù)靜摩擦力的特點，該靜摩擦力的方向應(yīng)與A相對于平,臺運動趨勢方向相反，但這個相對運動趨勢方向不易判斷，我們可以

6、由牛頓第二定律及勻速圓周運動的特點來分析因物體A的加速度必定指向圓心，故產(chǎn)生加速度的靜摩擦力Ff必定指向圓心，所以B正確C選項的錯誤在于多加了一個向心力，應(yīng)當(dāng)明確這里的向心力就是靜摩擦力,【答案】 B 【方法總結(jié)】 做圓周運動的物體需要向心力，勻速圓周運動所需的向心力來源于合外力，非勻速圓周運動所需的向心力來源于沿半徑方向的合力,變式訓(xùn)練1 如圖563所示，在勻速轉(zhuǎn)動的洗衣機圓桶內(nèi)壁上有一衣物一起隨桶轉(zhuǎn)動且與桶壁保持相對靜止則衣物所受的向心力是由下列哪個力提供( ) 圖563,A重力 B靜摩擦力 C桶壁的支持力 D滑動摩擦力 解析：選C.衣物做勻速圓周運動的圓面在過衣物所在位置的垂直于軸的平面

7、內(nèi)，圓心為與軸的交點衣物受到重力、支持力和靜摩擦力，重力和靜摩擦力在豎直方向上不可能充當(dāng)向心力，而支持力指向圓心，故支持力充當(dāng)向心力，C正確,如圖564所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點的高度為筒高的一半內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊求：,(1)當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點受到的摩擦力和支持力的大?。?(2)當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其所受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的角速度,【精講精析】(1)物塊靜止時，分析受力如圖565所示， 由平衡條件有 Ffmgsin FNmgcos 圖565,【題后反思】 處理圓周運動的動力學(xué)問題時，在

8、明確研究對象以后，首先要注意兩個問題：,(1)確定研究對象運動的軌道平面和圓心的位置，以便確定向心力的方向例如本題小物塊在水平面上做勻速圓周運動，小球做圓周運動的圓心就在同一水平面上 (2)向心力是根據(jù)力的效果命名的，在分析做圓周運動的質(zhì)點受力的情況時，切不可在物體的相互作用力(重力、彈力、摩擦力等)以外再添加一個向心力,變式訓(xùn)練2 (2011年無錫高一檢測)如圖567所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，有兩個質(zhì)量相等的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則以下說法中正確的是( ),圖567,AA球的線速度必定大于B球的線速度 BA球的角速度

9、必定小于B球的角速度 CA球的運動周期必定小于B球的運動周期 DA球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?AA球的線速度必定大于B球的線速度 BA球的角速度必定小于B球的角速度 CA球的運動周期必定小于B球的運動周期 DA球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫?解析：選AB.小球A和B的受力情況如圖所示，由圖可知，兩球的向心力都來源于重力mg和支持力FN的合力，建立如圖所示的坐標系，則有：FN1FNsinmg FN2FNcosFn 所以Fnmgcot.,也就是說FN在指向圓心方向的分力，即Fnmgcot提供小球做圓周運動所需的向心力，可見A、B兩球受力情況完全一樣,(2011年廣州高一檢測)如

10、圖568所示，細繩一端系著質(zhì)量M0.6 kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)臺上，另一端通過輕質(zhì)小滑輪O吊著質(zhì)量m0.3 kg的物體B.A與滑輪O的距離為0.2 m，且與水平面的最大靜摩擦力為2 N，為使B保持靜止?fàn)顟B(tài)，水平轉(zhuǎn)臺做圓周運動的角速度應(yīng)在什么范圍內(nèi)？(g取10 m/s2),圖568,【思路點撥】 解答本題時應(yīng)把握以下兩點： (1)注意分析物體所受靜摩擦力的大小和方向隨圓盤轉(zhuǎn)速的變化而變化 (2)物體所受靜摩擦力達到了最大靜摩擦力，此時對應(yīng)的角速度也達到了臨界值,故的取值范圍為2.89 rad/s6.45 rad/s. 【答案】 2.89 rad/s6.45 rad/s 【方法總結(jié)】 圓周運動中的臨界問題的分析與求解(不只是豎直平面內(nèi)的圓周運動中存在臨界問題，其他許多問題中也有臨界問題)對這類問題的求解一般都是先假設(shè)出某量達