第30期 圆周运动,匀速圆周运动的向心力和向心加速度（答案见下期）-【数理报】2020-2021学年高中物理必修2(教科版)

书书书 （一）情景引入 “坐地日行八万里，巡天遥看一千河”这句著名的 诗句说明了什么呢？我们坐在地球赤道上不动，却随地 球自转而运动了八万里．地球自转运动的轨迹是圆．圆 周运动的现象是很普遍的，大到宇宙天体如月球绕地球 的运动，小到微观世界如电子绕原子核的运动，以及日 常生活中电风扇、皮带轮、游乐场中“飞椅”的运动都是 圆周运动．对于圆周运动，我们需要引入哪些物理量来 研究呢？ （二）目标导航 １．理解匀速圆周运动的概念，知道匀速圆周运动是 变速运动； ２．理解线速度、角速度和周期的概念，知道线速度是 物体做匀速圆周运动的瞬时速度； ３．理解线速度、角速度、周期之间的关系，会用这些 关系式进行计算； ４．知道向心力是根据力的效果命名的，理解向心力 的概念； ５．理解向心力公式，并能用向心力公式进行简单计 算； ６．理解向心加速度，知道向心加速度和线速度、角 速度的关系． （三）自主学习 自学思疑：我们知道匀速直线运动是如何定义的， 那么，匀速圆周运动应该如何定义呢？ 教材研读：１．做圆周运动的质点通过的 与 的比值叫做线速度．公式为 ，线速度 的方向为 ． ２．连接质点和圆心的半径转过的 跟 的比值叫做匀速圆周运动的 ，公式为 ． ３．做匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间叫 做 ．用符号 表示． 交流讨论：匀速直线运动中的匀速与匀速圆周运动 中的匀速含义相同吗？ 自学思疑：线速度、角速度和周期之间有什么关系？ 教材研读：４．线速度与周期的关系 ． ５．角速度与周期的关系 ． ６．线速度与角速度的关系 ． 交流讨论：由公式ｖ＝ωｒ和ω＝ ｖ ｒ 可知线速度与 半径成正比，角速度与半径成反比．这句话对吗？ 自学思疑：是什么样的力使物体做匀速圆周运动？ 教材研读：７．物体做匀速圆周运动时所受合力方向 始终 ，这个指向圆心的合力叫做 ． ８．向心力可以由弹力提供，也可以由其他性质的力 提供，可以由 提供，也可以由几个力的 提供． ９．向心力大小 ＝ ＝ ． 交流讨论：向心力的两种表述中，与半径的关系截 然相反，它们相互矛盾吗？ 自学思疑：由牛顿第二定律可知，物体受到力的作 用，就要产生加速度．那么，圆周运动有加速度吗？ 教材研读：１０．做匀速圆周运动的物体，加速度指向 ，这个加速度叫做向心加速度． １１．向心加速度的方向时刻在改变，故匀速圆周运 动是一种 运动． １２．向心加速度的大小 ＝ ＝ ． 交流讨论：速度与加速度方向垂直时，物体做匀速 圆周运动，如果两者不垂直，物体可能做什么运动？ 自主测评：见２版“题以类聚２　向心加速度”． 自主探究：向心力来源的确定 探究．请指出下列情况物体做匀速圆周运动的向心 力的来源 运动模型 图示 动力学方程 随水平圆盘 一起转动的 物块 已知物块质量为 ｍ，物体受到的静摩 擦力为ｆ，物块离圆心的距离为ｒ，圆盘 转动的角速度为 ω，则动力学方程为 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；若还知道动摩擦因数为 μ，物块刚要滑出时，圆盘的角速度ω０ ＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 飞机在水平 面内做匀速 圆周运动 已知飞机的质量为ｍ，速度为 ｖ，飞机 与水平面的倾角为α，半径为Ｒ，则动 力学方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 圆锥摆 已知物体的质量为ｍ，绳长Ｌ，绳与竖 直方向的夹角为α，角速度为ω，则动 力学方程为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 归纳要点：向心力不是和重力、弹力、摩擦力等相并 列的一种性质力，是根据力的效果命名的，在分析做圆 周运动的质点受力情况时，切不可在物体所受的作用力 （重力、弹力、摩擦力、万有引力等）以外再添加一个向 心力．向心力可能是物体受到的某一个力，也可能是物 体受到的几个力的合力或某一个力的分力． 自主测评：见２版“题以类聚３　向心力” 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 檪 檪 檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 檪 檪 檪 殏 殏殏 殏 ． 自主探究答案： ｆ＝ｍω２ｒ， μ ｇ 槡ｒ，ｍｇｔａｎα＝ｍ ｖ２ Ｒ ，ｍｇｔａｎα ＝ｍω２Ｌｓｉｎα． !"#!$"%&'( 书书书 题以类聚４：平抛运动的速度和时间问题 １．ＣＤ；　２．ＢＣ；　３．ＣＤ；　４．Ｃ；　５．Ｂ；　６．Ｄ． 题以类聚５：平抛运动实验 １．（１）还要调节斜槽末端切线水平 （２）要用平滑的曲线连接各个点 （３）要多取几个点求出初速度后求平均值 ２．（１）Ａ；　（２）Ｄ；　（３）Ｆ；　（４）Ａ． ３．（１）Ｂ；　（２）Ａ；　（３）相同，０．８０，１．０． ４．（１）ＣＤ；３ ２ ２槡ｇＬ； ５ ２ ２槡ｇＬ． 题以类聚６：斜面上的平抛运动 １．Ｄ；　２．Ｃ；　３．Ｃ；　４．ＢＣ；　５．Ａ． 《抛体运动》同步测试题（二） Ａ组 １．Ｂ；　２．Ｂ；　３．Ａ；　４．Ｄ；　５．Ｃ． ６．（１）ＡＢ；　（２）ＢＣＥ；　（３）①