第二章 2．匀速圆周运动的向心力和向心加速度（教师用书）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【正禾一本通】同步课堂高效讲义（教科版2019）

联立解得：v＝D 由v＝ωL可得最大转动角速度为：ω＝＝ 最小角速度为0 故角速度范围。 答案：　 学生用书第29页 2．匀速圆周运动的向心力和向心加速度 课程标准 核心素养 1.通过对圆周运动实例的分析，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念 2.归纳影响向心力大小的相关因素，理解公式确切的含义 3.理解向心加速度的概念，会计算向心加速度的大小 物理观念：理解向心力的概念，知道它是根据力的作用效果命名的 科学思维：通过比较，知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向 科学探究：通过活动和实验探究，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用 科学态度与责任：圆周运动中向心力作用效果在实际问题中的应用 一、什么是向心力 1．定义：物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向圆心的合力就叫作向心力。 2．方向：始终沿半径指向圆心。 3．来源：向心力是按照力的作用效果命名的。可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供。 二、向心力的大小 1．实验探究 控制变量 探究内容 ω、r相同，改变m 探究向心力F与m的关系 m、r相同改变ω 探究向心力F与ω的关系 m、ω相同，改变r 探究向心力F与r的关系 2.结论：F＝mω2r或F＝m。 三、向心加速度 1．定义：做匀速圆周运动的物体，在向心力作用下，必然要产生一个向心加速度。 2．大小：(1)a＝；(2)a＝ω2r。 3．方向：半径方向指向圆心，与线速度方向垂直，且时刻在变化，因此匀速圆周运动是变加速曲线运动。 1．判断正误 (1)向心力只改变物体的运动方向，不可能改变物体运动的快慢。(　　) (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)质点做匀速圆周运动受到的合力为零。(　　) (5)向心力的作用是改变物体的速度，产生向心加速度。(　　) (6)匀速圆周运动的加速度大小不变，故此运动是匀变速曲线运动。(　　) (7)向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)√ 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30页 知识点一　对向心力的理解 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．匀速圆周运动中向心力的方向 方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。 2．向心力的特点：由于向心力的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，只改变线速度的方向。 3．向心力的来源：匀速圆周运动中，向心力等于物体的合外力，常等效为三种情况：合力充当向心力，某一个力充当向心力，某个力的分力充当向心力。 4．常见匀速圆周运动向心力的来源 (多选)下列关于向心力的说法中正确的是(　　) A．向心力不改变做圆周运动物体线速度的大小 B．做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力 C．做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 D．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 AB　[向心力始终与物体线速度垂直，它不改变线速度大小，只改变线速度的方向，A正确。做匀速圆周运动的物体受到的合力始终指向圆心，提供向心力，B正确。做匀速圆周运动物体的向心力大小不变，方向时刻变化，C错误。物体因向心力的作用才做圆周运动，D错误。] 针对练1.如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况，下列说法中正确的是(　　) A．只受重力和支持力的作用 B．只受重力和向心力的作用 C．只受重力、支持力和拉力的作用 D．只受重力、支持力、拉力和向心力的作用 C　[小球受到重力、桌面的支持力和绳的拉力，竖直方向小球受到的重力和支持力，受力平衡，水平方向绳的拉力提供向心力，使小球做匀速圆周运动，故C正确。] 针对练2.(2020·浙江台州五校期中联考)如图为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他(　　) A．所受的合力为零，做匀速运动 B．所受的合力恒定，做匀加速运动 C．所受的合力恒定，做变加速运动 D．所受