第六章 第2课时 向心力（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【金版新学案】同步导学（人教版2019）

第2课时　向心力 【核心素养目标】 物理观念 知道什么是向心力，知道向心力的来源。知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。 科学思维 掌握向心力的公式，会计算向心力的大小。会利用向心力公式计算物体的角速度、线速度。 科学态度与责任 用心体验生产生活中圆周运动的向心力。 一、向心力　向心力的大小 1．向心力：做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力。 2．大小：Fn＝m和Fn＝mω2r。 3．方向：向心力总是沿半径指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力。 4．作用效果：向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 5．来源：向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的作用效果命名的。 二、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1．变速圆周运动的向心力 做变速圆周运动的物体所受的合力一般不等于向心力，根据合力F产生的效果，可以把F分解为两个相互垂直的分力： (1)跟圆周相切的分力FT，此分力只改变物体速度的大小； (2)指向圆心的分力Fn，此分力提供物体做圆周运动所需的向心力，只改变速度的方向。 2．一般曲线运动的处理方法 (1)把曲线分割成许多很短的小段，质点在每一小段的运动可看作圆周运动的一部分。 (2)分析质点经过曲线上某位置的运动时，采用圆周运动的分析方法来处理。 1．判断正误 (1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。(　　) (2)向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。(　　) (3)做匀速圆周运动的物体所受合力的大小保持不变。(　　) (4)物体做圆周运动的速度越大，向心力一定越大。(　　) (5)圆周运动中，合外力一定指向圆心。(　　) 答案：　(1)×　(2)√　(3) √　(4)×　(5)× 2．链接实景 荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由最高点向下荡时，小朋友做的是匀速圆周运动吗？小朋友所受的合力都充当向心力吗？ 提示：　不是匀速圆周运动；不是都充当向心力，有一个沿切线方向的分力。 学生用书第39页 知识点一　向心力的理解 现在各大游乐场中都有转盘项目，此项目以其自身的刺激性深受大人、小朋友的喜爱，如图所示，游客坐在匀速转动的水平转盘上，与转盘保持相对静止。 (1)游客受到哪些力的作用？游客做圆周运动的向心力是谁提供的？ (2)向心力对游客的速度产生了什么样的影响？ 提示：　(1)游客受到重力、支持力和静摩擦力的作用；游客做圆周运动的向心力由静摩擦力提供。 (2)向心力改变了游客速度的方向，不改变速度的大小。 1．向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力。 2．向心力的方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力。 3．向心力的作用效果：改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小。 4．向心力的来源 向心力是根据力的作用效果命名的。它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。 下列关于向心力的说法正确的是(　　) A．做匀速圆周运动的物体除了受到重力、弹力等力外还受到向心力的作用 B．向心力和重力、弹力一样，是性质力 C．做匀速圆周运动的物体所受的向心力即为其所受的合力 D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力 C　[向心力是效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力，选项A、B错误；做匀速圆周运动的物体所受的合力指向圆心，完全提供向心力，非匀速圆周运动中合力指向圆心的分力提供向心力，选项C正确，D错误。] 向心力与合力的关系 (1)向心力是按力的作用效果来命名的，它不是某种确定性质的力，可以由某一个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供。 (2)对于匀速圆周运动，合力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，合力不指向圆心，它既要改变线速度的大小，又要改变线速度的方向，向心力是合力的一个分力。 针对练1． (多选)下列关于向心力的叙述中正确的是(　　) A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D．向心力只改变物体线速度的方向，不改变物体线速度的大小 ACD　[向心力是根据力的作用效果来命名的。它可以是物体受到的重力、弹力、摩擦力中的某个力或这些力中某几个力的合力，也可以是某一个力的分力，因此，在进行受力分析时，不能再分析