《四川省大英縣育才中學(xué)高一物理《第二章 第2節(jié) 勻速圓周運動的向心力和向心加速度》課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《四川省大英縣育才中學(xué)高一物理《第二章 第2節(jié) 勻速圓周運動的向心力和向心加速度》課件（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、理解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第2節(jié)知識點一知識點二考向二第二章考向一考向三隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練 自學(xué)教材自學(xué)教材 1向心力及其方向向心力及其方向 (1)定義：做勻速圓周運動的物體所受的方向始終指向定義：做勻速圓周運動的物體所受的方向始終指向 的合力。的合力。 (2)方向：始終指向圓心，總是與運動方向方向：始終指向圓心，總是與運動方向 。 (3)作用：向心力只改變速度作用：向心力只改變速度 ，不改變速度，不改變速度 ，因此向心力不做功。因此向心力不做功。圓心圓心垂直垂直方向方向大小大小2向心力的大小向心力的大小(1)實驗探究實驗探究 探究目的：探究向心力大小探究目的：探究向心力大小F

2、與質(zhì)量與質(zhì)量m、角速度、角速度和半徑和半徑r之之間的關(guān)系。間的關(guān)系。實驗方法：實驗方法： 。實驗過程：實驗過程：a保持保持、r相同，研究向心力相同，研究向心力F與小球質(zhì)量之間的關(guān)系。與小球質(zhì)量之間的關(guān)系。b保持保持 相同，研究向心力相同，研究向心力F與與 之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。c保持保持、m相同，研究向心力相同，研究向心力F與半徑與半徑r之間的關(guān)系。之間的關(guān)系?？刂谱兞糠刂谱兞糠╩、r角速度角速度 實驗結(jié)論：做勻速圓周運動所需向心力的大小，在實驗結(jié)論：做勻速圓周運動所需向心力的大小，在質(zhì)量和角速度一定時，與半徑成質(zhì)量和角速度一定時，與半徑成 比；在質(zhì)量和半徑一比；在質(zhì)量和半徑一定時，與角速

3、度的平方成定時，與角速度的平方成 比；在半徑和角速度一定時，比；在半徑和角速度一定時，與質(zhì)量成與質(zhì)量成 比。比。 (2)向心力的公式：向心力的公式： F 或或F 。正正正正正正m2r 重點詮釋重點詮釋 2向心力是效果力向心力是效果力 向心力因其方向時刻指向圓心而得名，是效果力。向心力因其方向時刻指向圓心而得名，是效果力。 它的作用效果是只改變速度方向不改變速度大小。它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。受力分析時不分析向心力。為向心力。受力分析時不分析向心力。 3向心力的特點向心力的

4、特點 (1)向心力垂直于速度方向，永遠不做功，向心力不是向心力垂直于速度方向，永遠不做功，向心力不是恒力，而是變力。恒力，而是變力。 (2)向心力與圓周運動的關(guān)系是：不是因為物體做圓周向心力與圓周運動的關(guān)系是：不是因為物體做圓周運動才產(chǎn)生向心力，而是向心力作用迫使物體不斷改變速運動才產(chǎn)生向心力，而是向心力作用迫使物體不斷改變速度方向而做圓周運動。度方向而做圓周運動。 4向心力的來源向心力的來源 向心力不是根據(jù)力的性質(zhì)來命名的力，它不是物體受向心力不是根據(jù)力的性質(zhì)來命名的力，它不是物體受到的另外的一種力，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種到的另外的一種力，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，

5、也可以是它們的合力或者是某個力的分力。性質(zhì)的力，也可以是它們的合力或者是某個力的分力。 (1)向心力可以由重力提供，如用細線拴住小球在豎向心力可以由重力提供，如用細線拴住小球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當它經(jīng)過最高點時，若線的拉力恰好為零，直面內(nèi)轉(zhuǎn)動，當它經(jīng)過最高點時，若線的拉力恰好為零，則此時向心力由重力提供，則此時向心力由重力提供，F(xiàn)向向G，如圖，如圖221(a) 。 (2)向心力可以由彈力提供，如用細線拴住小球在光向心力可以由彈力提供，如用細線拴住小球在光滑的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，向心力由繩的拉力滑的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，向心力由繩的拉力T(即彈即彈力力)提供，即提供，即F向向T，如圖，如圖(b

6、)。圖圖221 (3)向心力可以由摩擦力提供，如物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速向心力可以由摩擦力提供，如物體隨轉(zhuǎn)盤做勻速圓周運動，且物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，向心力由轉(zhuǎn)盤對物體圓周運動，且物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，向心力由轉(zhuǎn)盤對物體的靜摩擦力提供，即的靜摩擦力提供，即F向向f，如圖，如圖(c)。 (4)向心力可以由合力來提供，如細線拴住小球在豎直向心力可以由合力來提供，如細線拴住小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，當小球經(jīng)過最低點時向心力由線的面內(nèi)做勻速圓周運動，當小球經(jīng)過最低點時向心力由線的拉力拉力T和重力和重力G的合力提供，即的合力提供，即F向向TG，如圖，如圖(d)。 (5)向心力可由某個力的分力提供，小球在細線作用下，向

7、心力可由某個力的分力提供，小球在細線作用下，在水平面內(nèi)做圓錐擺運動，向心力由線的拉力在水平面內(nèi)在水平面內(nèi)做圓錐擺運動，向心力由線的拉力在水平面內(nèi)的分力提供，即的分力提供，即F向向F1，如圖，如圖(e)。1關(guān)于向心力的下列說法中正確的是關(guān)于向心力的下列說法中正確的是()A物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個指向圓心的力物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個指向圓心的力就是向心力就是向心力B向心力不能改變做圓周運動物體的速度大小向心力不能改變做圓周運動物體的速度大小C做勻速圓周運動的物體，其向心力是不變的做勻速圓周運動的物體，其向心力是不變的D做圓周運動的物體，其所受外力的合力的方向一做圓周運動的物體，其所受外

8、力的合力的方向一定指向圓心定指向圓心解析：解析：向心力由其他性質(zhì)的力提供，使物體做圓周運動，向心力由其他性質(zhì)的力提供，使物體做圓周運動，選項選項A錯誤。向心力只改變速度的方向，選項錯誤。向心力只改變速度的方向，選項B正確。做勻正確。做勻速圓周運動的物體的向心力的大小保持不變，而方向時刻速圓周運動的物體的向心力的大小保持不變，而方向時刻在改變，選項在改變，選項C錯誤。做勻速圓周運動的物體，其合力就是錯誤。做勻速圓周運動的物體，其合力就是向心力，一定指向圓心；但做變速率圓周運動的物體所受向心力，一定指向圓心；但做變速率圓周運動的物體所受外力的合力并不一定指向圓心，選項外力的合力并不一定指向圓心，選

9、項D錯誤。錯誤。答案：答案：B自學(xué)教材自學(xué)教材向心力向心力2r圓心圓心重點詮釋重點詮釋 對向心加速度的理解對向心加速度的理解 (1)意義：描述線速度方向變化的快慢。意義：描述線速度方向變化的快慢。 (2)方向：總是沿著圓周運動的半徑指向圓心，不論方向：總是沿著圓周運動的半徑指向圓心，不論加速度加速度a的大小是否變化，的大小是否變化，a的方向是時刻改變的，所以的方向是時刻改變的，所以圓周運動一定是變加速運動。圓周運動一定是變加速運動。 對大小變化的理解對大小變化的理解 a當勻速圓周運動的半徑一定時，向心加速度的大小當勻速圓周運動的半徑一定時，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

10、成正比。隨頻率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。的增加或周期的減小而增大。 b當角速度一定時，向心加速度與運動半徑成正比。當角速度一定時，向心加速度與運動半徑成正比。 c當線速度一定時，向心加速度與運動半徑成反比。當線速度一定時，向心加速度與運動半徑成反比。 (4)向心加速度公式也適用于非勻速圓周運動。向心加速度公式也適用于非勻速圓周運動。答案：答案：B 例例1一圓盤可繞通過圓盤中心一圓盤可繞通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一小木塊放置一小木塊A，它隨圓盤一起做勻速，它隨圓盤一起做勻速圓周運動，如

11、圖圓周運動，如圖222所示，則關(guān)于所示，則關(guān)于木塊木塊A的受力，下列說法正確的是的受力，下列說法正確的是()圖圖222 A木塊木塊A受重力、支持力和向心力受重力、支持力和向心力 B木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相反向與木塊運動方向相反 C木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向指向圓心向指向圓心 D木塊木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力的方向與木塊運動方向相同向與木塊運動方向相同 思路點撥思路點撥解答本題時應(yīng)注意以下兩個方面：解答本題時應(yīng)注意以

12、下兩個方面： (1)向心力不是物體受的力。向心力不是物體受的力。 (2)靜摩擦力的方向與木塊相對圓盤的相對運動趨勢方向靜摩擦力的方向與木塊相對圓盤的相對運動趨勢方向相反。相反。 解析解析因為小木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，受重因為小木塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，受重力、支持力和靜摩擦力的作用，而靜摩擦力又充當了木塊做力、支持力和靜摩擦力的作用，而靜摩擦力又充當了木塊做勻速圓周運動的向心力，所以勻速圓周運動的向心力，所以A錯；因為木塊的運動方向總錯；因為木塊的運動方向總是沿該點的切線方向，而靜摩擦力的方向是時刻指向圓心的，是沿該點的切線方向，而靜摩擦力的方向是時刻指向圓心的，所以所以B、D錯，錯

13、，C對。對。 答案答案C 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)做勻速圓周運動的物體，其合外力一定指向圓心，做勻速圓周運動的物體，其合外力一定指向圓心，提供向心力。提供向心力。 (2)判斷向心力的來源應(yīng)首先確定物體做圓周運動的判斷向心力的來源應(yīng)首先確定物體做圓周運動的圓心及其軌道所在平面，并對物體進行受力分析，找出圓心及其軌道所在平面，并對物體進行受力分析，找出哪個力或哪些力的合力指向圓心，則這個力哪個力或哪些力的合力指向圓心，則這個力(或合力或合力)即為即為該圓周運動的向心力。該圓周運動的向心力。1.如圖如圖223所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體和圓桶一起運動，則物

14、體所受的靠著一個物體和圓桶一起運動，則物體所受的向心力是向心力是()A彈力彈力B重力重力C靜摩擦力靜摩擦力 D滑動摩擦力滑動摩擦力解析：解析：物體隨圓桶一起做勻速圓周運動，運動平面為水物體隨圓桶一起做勻速圓周運動，運動平面為水平面，一定是由水平方向圓桶對物體的彈力提供向心力，平面，一定是由水平方向圓桶對物體的彈力提供向心力，故故A正確。正確。答案：答案：A 例例2如圖如圖224所示為兩所示為兩級皮帶傳動裝置，轉(zhuǎn)動時皮帶均級皮帶傳動裝置，轉(zhuǎn)動時皮帶均不打滑，中間兩個輪子是固定在不打滑，中間兩個輪子是固定在一起的，輪一起的，輪1的半徑和輪的半徑和輪2的半徑相同，輪的半徑相同，輪3的半徑和輪的半徑和

15、輪4的半徑相同，且為輪的半徑相同，且為輪1和輪和輪2半徑的一半，則輪半徑的一半，則輪1邊緣的邊緣的a點和輪點和輪4邊緣的邊緣的c點相比點相比()圖圖224答案答案D 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)在傳動裝置中要抓住兩個基本關(guān)系：在傳動裝置中要抓住兩個基本關(guān)系： 皮帶皮帶(或齒輪或齒輪)帶動的接觸面上線速度大小相等。帶動的接觸面上線速度大小相等。 同一轉(zhuǎn)軸同一轉(zhuǎn)軸(除軸心除軸心)上的各部分角速度相等。上的各部分角速度相等。 (2)在線速度相等的情況下，比較向心加速度的大小，在線速度相等的情況下，比較向心加速度的大小，用公式用公式av2/r；在角速度相等的情況下，用公式；在角速度相等的情況下，用公式ar

16、2則較為方便。則較為方便。2如圖如圖225所示，所示，O、O1為兩個皮帶為兩個皮帶輪，輪，O輪的半徑為輪的半徑為r，O1輪的半徑為輪的半徑為R，且且Rr，M點為點為O輪邊緣上的一點，輪邊緣上的一點，N點為點為O1輪上的任意一點，當皮帶輪轉(zhuǎn)動時輪上的任意一點，當皮帶輪轉(zhuǎn)動時(設(shè)轉(zhuǎn)動過設(shè)轉(zhuǎn)動過程中不打滑程中不打滑)，則，則()圖圖225 AM點的向心加速度一定大于點的向心加速度一定大于N點的向心加速度點的向心加速度BM點的向心加速度一定等于點的向心加速度一定等于N點的向心加速度點的向心加速度CM點的向心加速度可能小于點的向心加速度可能小于N點的向心加速度點的向心加速度DM點的向心加速度可能等于點的

17、向心加速度可能等于N點的向心加速度點的向心加速度答案：答案：A 例例3如圖如圖226所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒所示，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)量相等的小球的小球A和和B緊貼著筒的內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做緊貼著筒的內(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勻速圓周運動，則以下說法中正確的是() AA球的線速度必定大于球的線速度必定大于B球的線速度球的線速度 BA球的角速度必定小于球的角速度必定小于B球的角速度球的角速度 CA球的運動周期必定小于球的運動周期必定小于B球的運動周期

18、球的運動周期 DA球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥谇驅(qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫η驅(qū)ν脖诘膲毫?解析解析小球小球A和和B的受力情況如圖所示，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由圖可知，兩球的向心力都來源于重力mg和和支持力支持力N的合力，建立如圖所示的坐標系，則的合力，建立如圖所示的坐標系，則有：有： N1Nsin mg N2Ncos F 所以所以Fmgcot 。答案答案AB 借題發(fā)揮借題發(fā)揮 從動力學(xué)角度解決圓周運動問題時，在分析受力和從動力學(xué)角度解決圓周運動問題時，在分析受力和力的分解基礎(chǔ)上明確哪部分力充當向心力。另外在比較力的分解基礎(chǔ)上明確哪部分力充當向心力。另外在比較某個物理量的大小時，通常應(yīng)寫出這個物理量的表達式，某個物理量的大小時，通常應(yīng)寫出這個物理量的表達式，然后根據(jù)表達式確定它們的大小關(guān)系。然后根據(jù)表達式確定它們的大小關(guān)系。圖圖227解析：解析：A、B兩物體在同一轉(zhuǎn)臺上，且無滑動，所以角速兩物體在同一轉(zhuǎn)臺上，且無滑動，所以角速度相同，由度相同，由vr，rBrA，得，得B的線速度大于的線速度大于A的線速度，的線速度，C錯誤；又由錯誤；又由a2r，得，得aBaA，A正確，正確，B錯誤；因為錯誤；因為A、B的向心力由摩擦力提供，由的向心力由摩擦力提供，由Fmr2可知轉(zhuǎn)臺對可知轉(zhuǎn)臺對B的靜摩的靜摩擦力大，擦力大，D錯誤。錯誤。答案：答案：A