2.2 第1课时 匀速圆周运动的向心力和向心加速度（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册同步导学案（教科版）

2　匀速圆周运动的向心力和向心加速度 第1课时　匀速圆周运动的向心力和向心加速度 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 学业质量目标 1.了解向心力的概念，知道它是根据力的效果命名的。 2.掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。 3.知道变速圆周运动中向心力是合力的一个分力，知道合力的作用效果。 合格性考试 了解向心力的概念，能对简单的实际问题进行解释；了解向心加速度的大小和方向，能对简单的实际问题进行计算。(物理观念) 能够根据实际情况提出可探究的问题，设计方案验证规律，得出结论。(科学探究) 在向心力的基础上解释向心加速度，并接受实践的检验。(科学思维) 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 学业质量目标 4.知道匀速圆周运动是变速运动，具有指向圆心的向心加速度。 5.知道向心加速度的表达式，能根据问题情境选择合适的向心加速度表达式并会进行简单的计算。 6.会用矢量表示速度变化量与速度之间的关系，理解加速度与速度、速度变化量的区别。 7.体会匀速圆周运动向心加速度的分析方法。 等级性考试 能够将实际情境中的物体运动转化为圆周运动模型，并用向心力和向心加速度进行分析和推理，得出结论。(科学思维) 运用微元法和几何作图法，设计合理的方案来推导向心加速度公式。(科学思维) 能够以道德与规范认识评价物理的研究和应用。(科学态度与责任) 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、什么是向心力　向心力的大小 1．定义：物体做匀速圆周运动时所受合力的方向始终指向圆心，这个指向圆心的 就叫作向心力。 2．方向：始终沿着 指向 。 合力 半径 圆心 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 mω2r 作用效果 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页   二、向心加速度 1．定义：做匀速圆周运动的物体，在 的作用下产生的加速度。 2．方向：与向心力的方向相同，始终沿半径指向 ，并与线速度方向 。 向心力 圆心 垂直 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 ω2r ωv 改变 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 [自主测评] 1．判断正误 (1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。( ) (2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。( ) (3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力。( ) (4)向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。( ) (5)由于匀速圆周运动的速度大小不变，故向心加速度不变。( ) (6)由于a＝ω2r，则向心加速度与半径成正比。( ) × × √ √ × × 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 一辆汽车以恒定速率驶入环岛，什么力提供的向心力？当它在环岛内运动四分之一圆弧时，速度变化量与初速度方向的夹角为多少？若汽车驶过的圆心角逐渐减小，速度变化量与初速度方向的夹角将怎样变化？ 提示：静摩擦力提供向心力　135°　逐渐减小 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 2．向心力是效果力 向心力因其方向时刻指向圆心而得名，故它为效果力。向心力的作用效果是只改变速度方向，不改变速度大小。它不是具有特定性质的某种力，任何性质的力都可以作为向心力。受力分析时不分析向心力。 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 3．向心力的来源 在匀速圆周运动中合力一定是向心力；非匀速圆周运动中，沿半径方向的合力提供向心力。 向心力是按力的作用效果命名的，充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是各力的合力或某力的分力。应明确各种情况下向心力的来源。 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 4．向心力是变力 向心力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，方向时刻在改变，故向心力为变力。 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页 5．分析向心力来源的几种典型实例 实例 向心力 示意图 用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时 细线的拉力和重力的合力提供向心力，F向＝FT＋G 用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 细线的拉力提供向心力，F向＝FT 物理 必修 第二册 返回导航 下页 上页