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课件网) 第2节 1科学探究：向心力 知识 清单破 知识点 1 知识点 1 向心力及其方向 1.定义 做匀速圆周运动的物体,受到的始终指向圆心的效果力。 2.方向 始终指向圆心,总是与运动方向垂直。 3.作用效果 向心力只改变速度方向,不改变速度大小,因此向心力不做功。 4.来源 可能是弹力、重力、摩擦力或是它们的合力或分力。做匀速圆周运动的物体,向心力就是物体受到的合外力,做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受到的合外力。 1.实验探究 知识点 1 知识点 2 向心力的大小 控制变量 探究内容 m、r相同,改变ω 探究向心力F与角速度ω的关系 m、ω相同,改变r 探究向心力F与半径r的关系 ω、r相同,改变m 探究向心力F与质量m的关系 2.公式:F=mω2r或F=m 。 1.定义 做圆周运动的物体受到向心力的作用,存在一个由向心力产生的加速度。 2.公式:a= 或a=ω2r。 3.方向 与向心力的方向一致,始终指向圆心。 4.匀速圆周运动的性质:匀速圆周运动是加速度大小不变、方向不断改变的变加速运动。 知识点 1 知识点 3 向心力加速度 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“ ”。 1.一只老鹰在水平面内做匀速圆周运动,老鹰受重力和向心力作用。 ( ) 向心力是根据力的作用效果命名的,不是物体实际受到的力,在受力分析时,不能将其 作为物体受到的力。 2.匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体随之一起运动,物体所需的向心力是由静摩擦力提 供的。 ( ) 物体所受静摩擦力与重力平衡,圆筒内壁对物体的弹力提供向心力。 3.汽车雨刷器转动时,杆上各点距离转轴越近,向心加速度越大。 ( ) 雨刷器上各点的角速度相同,根据a=ω2r可知杆上各点距离转轴越近,向心加速度越小。 4.自行车链条相连的大小齿轮边缘的向心加速度大小与其齿轮半径成反比。 ( ) 大小齿轮边缘的线速度大小相等,根据a= 可知,线速度v大小相等时,齿轮边缘的向心加速度大小与齿轮半径成反比。 √ 疑难 情境破 疑难1 向心力来源的实例分析 情境探究 有一种游戏很像“意念”魔术,用硬塑料管和一个铁质螺丝帽做游戏,将螺丝帽套在塑 料管上,游戏者手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做圆周运动,通过控制塑料管的运动 速度可以操控螺丝帽的运动。 问题1 螺丝帽恰好不滑动时,哪些力提供螺丝帽做圆周运动所需的向心力 弹力 螺丝帽恰好不滑动时,其所受重力和静摩擦力平衡,在水平方向受到的弹力提供向心力。 问题2 若增大塑料管的转速,螺丝帽有可能相对塑料管向上运动吗 提示 不可能 若增大塑料管的转速,则螺丝帽做圆周运动所需的向心力增大,在水平方向受到的弹力增大, 螺丝帽和塑料管之间的最大静摩擦力增大,但螺丝帽所受静摩擦力不变,竖直方向上所受合 力为零,螺丝帽相对塑料管仍静止。 提示 提示 讲解分析 物体做圆周运动时,向心力由物体所受合力沿半径方向的分力提供。它可以由重力、弹 力、摩擦力等各种性质的力提供,也可以由几个力的合力提供,还可以由某个力的分力提 供。常见实例如下: 向心力来源 实例分析 重力提供向心力 如图所示,用细绳拴住小球,使小球在竖直平 面内转动,当它经过最高点时,若绳的拉力恰 好为零,则此时向心力由重力提供 弹力提供向心力 木块随圆筒绕轴线做圆周运动,圆筒侧壁对 木块的弹力提供向心力,F向=N 静摩擦力提供向心力 如图所示,木块随圆盘一起匀速转动,即做匀 速圆周运动,其向心力由静摩擦力提供。木 块相对圆盘的运动趋势方向是沿半径背离 圆心,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向 相反,即静摩擦力沿半径指向圆心提供向心 力。汽车在十字路口拐弯时所需的向心力 就是由汽车与路面间的静摩擦力提供的 合力提供 向心力 物体做匀速圆周运动时,其合力必然等于其 ... ...
