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课件网) 第二节 向心力 一、向心力 1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的方向沿半径指 向_____的力。 2.作用效果:不改变质点速度的_____,只改变速度的 _____。 3.方向:沿半径指向_____,和质点运动的方向_____, 其方向时刻在改变。 圆心 大小 方向 圆心 垂直 4.“影响向心力大小的因素”的实验与探究: 实验目的 探究影响向心力大小的因素 实验方法 控制变量法 半径r 半径r 越大 角速度ω 角速度ω 越大 质量m 质量m 越大 探究过程 控制变量 探究内容 实验结论 m、ω不变,改变半径r 探究向心力F与 _____的关系 _____越大,向 心力F就_____ m、r不变,改变角速度ω 探究向心力F 与_____ 的关系 _____越大, 向心力F就_____ ω、r不变,改变质量m 探究向心力F与 _____的关系 _____越大,向 心力F就_____ 正比 正比 正比 结论 物体做圆周运动所需要的向心力与物体的 质量成_____,与半径成_____,与角速度的 平方成_____ 5.大小:F=_____,F=_____。 mω2r 【思考辨析】 (1)做匀速圆周运动的向心力是恒力。 ( ) (2)物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心 力。 ( ) (3)做匀速圆周运动的物体所受的合外力提供了 向心力。 ( ) 提示:(1)×。做匀速圆周运动的向心力大小不变,方向不断变化,是一个变力。 (2)×。向心力不是物体做圆周运动才产生的,而是物体受到指向圆心的向心力的作用才做圆周运动的。 (3)√。做匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力。 二、向心加速度 1.定义:由向心力产生的指向_____方向的加速度。 2.大小:a=____,a=_____。 3.方向:与向心力方向_____,始终指向_____,时刻在 改变。 圆心 ω2r 一致 圆心 【思考辨析】 (1)向心加速度是描述线速度变化多少的物理 量。 ( ) (2)匀速圆周运动的向心加速度是变化的。( ) (3)匀速圆周运动的线速度大小不变,加速度为 零。 ( ) 提示:(1)×。向心加速度是描述线速度方向变化快慢的物理量,不是描述线速度变化多少的物理量。 (2)√。匀速圆周运动的向心加速度大小恒定,但方向时刻变化。 (3)×。匀速圆周运动的线速度大小不变,但方向时刻变化,所以一段时间的速度变化量不为零,匀速圆周运动是变速运动,加速度不为零。 三、生活中的向心力 1.汽车转弯: 路面 种类 分析 汽车在水平路面上转弯 汽车在内低外高 的路面上转弯 受力 分析 路面 种类 分析 汽车在水平路面上转弯 汽车在内低外高 的路面上转弯 向心力 来源 静摩擦力f 重力和支持力的合力 向心力 关系式 _____ _____ 2.荡秋千通过最低点时:底座对人的_____与人的 重力的合力提供向心力,即_____=m 。 3.汽车通过拱桥顶部时:桥面对汽车的支持力N与汽 车的重力的合力提供向心力,即_____=m 。 4.人坐过山车通过最高点时:座位对人的支持力N和 人的重力的合力提供向心力,即_____=m 。 支持力N N-mg mg-N N+mg 【生活链接】过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过,车却不掉下来,这是为什么呢? 提示:当过山车在竖直面内做圆周运动时,所需要的向心力由重力和轨道的支持力来提供,当速度达到一定值时所需要的向心力大于重力时,轨道对过山车要提供一定的支持力补充所需要的向心力,即过山车压在了轨道上,所以过山车能安全通过轨道顶部。 一 对向心力的理解及向心力的确定 考查角度1 对向心力的理解 【典例1】如图所示,一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动,一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动,关于小孩的受力,以下说法正确的是 ( ) A.小孩在P点不动,因此不受摩擦力的作用 B.小孩随圆盘做匀速圆周运动,其重力和支持力的合力充当向心力 C.小孩随圆盘做匀速圆周运动,圆盘对他的摩擦力充当向心力 D.若使圆盘以较小的转速转动,小孩在P点受到的摩擦力不变 【解析】选C。 ... ...
