第六章2.1 向心力(学案)-【成才之路】2022-2023学年高中新教材物理必修第二册同步学习指导（人教版2019）

!"#$%&'() ＲＪ * ２．向心力 第１课时　 向心力 目标体系构建 　 　 明确目标·梳理脉络　 课程标准 素养目标 　 　 １．通过实验，探究并了解 匀速圆周运动向心力大小与半 径、角速度、质量的关系。 ２．能用牛顿第二定律分析 匀速圆周运动的向心力。 课前预习反馈 　 　 教材梳理·落实新知　 知识点１ 向心力 　 　 １．定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向 圆心　 的力。 ２．作用：只改变速度的方向　 。 ３．来源： ①向心力是按力的作用效果　 来命名的。 ②做匀速圆周运动的物体的向心力是由某个 力或者几个力的合力　 提供。 知识点２ 变速圆周运动和一般曲线运动的受 力特点 　 　 １．变速圆周运动的受力特点 ①指向圆心的分力Ｆｎ提供向心力　 ，改变物 体速度的方向　 。 ②沿切向方向的分力Ｆｔ改变速度的大小　 ， 与速度方向相同时，物体速度增大　 ，与速度方向 相反时，物体速度减小　 。 ２．一般曲线运动的受力特点 　 　 ①处理方法：可以把一般的曲线分割成许多 很短　 的小段，看作一小段圆弧。 ②用处理圆周运动　 的方法研究物体在每一 小段圆弧上的运动。 思考辨析　 『判一判』 （１）做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。（ × ） （２）向心力和重力、弹力一样，都是根据力的性质 命名的。 （ × ） （３）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。 （√ ） （４）向心力的作用是改变物体的速度方向。 （√ ） （５）变速圆周运动的向心力并不指向圆心。 （ × ） （６）一般曲线运动中弯曲程度不同的圆弧对应的 圆弧半径也不同。 （√ ） 『选一选』 　 　 （２０２２·黑龙江高一下学期期中）关于向心力 的说法正确的是 （Ｄ ） 　 　 Ａ．物体由于做圆周运动而产生了向心力 Ｂ．向心力就是物体受到的合外力 Ｃ．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 Ｄ．向心力不改变圆周运动物体速度的大小 『想一想』 　 　 如图所示，用绳子拴着小球转动。如果使小 球越转越快，必须用越来越大的力拉住绳子，同时 绳子也越来越接近水平。分析一下，绳子可能被 拉至水平吗？                                            !!"# 　 ０３３ +,-&./+012345 课内互动探究 　 　 细研深究·破疑解难　 向心力的理解及来源 探究 ┃┃情境导入　 ■ 　 　 如图所示，在匀速转动的水平圆盘上有一个 相对圆盘静止的物体。 （１）物体需要的向心力由什么力提供？物体 所受摩擦力沿什么方向？ （２）当转动的角速度变大后，物体仍与转盘 保持相对静止，物体受的摩擦力大小怎样变化？ ┃┃要点提炼　 ■ 　 　 １．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。 ２．向心力的特点 （１）方向时刻在变化，总是与线速度的方向 垂直。 （２）在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向 心力是变力，是一个按效果命名的力。 　 　 ３．向心力的大小 Ｆｎ ＝ ｍａ ＝ ｍ ｖ２ ｒ ＝ ｍｒω ２ ＝ ｍωｖ ＝ ｍ ４π ２ Ｔ２ ｒ ４．向心力的来源 向心力是按力的作用效果命名的，凡是产生 向心加速度的力，不管属于哪种性质，都可以作为 向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也 可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。 当物体做匀速圆周运动时，合外力充当向心 力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的 分力充当向心力。 ５．向心力来源的实例分析 向心力 来源 实例分析 重力提供 向心力 如图所示，用细绳拴住小球在 竖直平面内转动，当它经过最 高点时，若绳的拉力恰好为零， 则此时向心力由重力提供 弹力提供 向心力 如图所示，用细绳拴住小球在光滑的 水平面内做匀速圆周运动，向心力由 绳子的拉力提供 摩擦力提供 向心力 如图所示，物体随转盘做匀 速圆周运动，且物体相对于 转盘静止，向心力由转盘对 物体的静摩擦力提供 合力提供 向心力 如图所示，细线拴住小球在竖 直面内做匀速圆周运动，当小 球经过最低点时，向心力由细 线的拉力和重力的合力提供。 分力提供 向心力 如图所示，小球在细线作用下，在水平 面内做圆锥摆运动时，向心力由细线 的拉力在水平面内的分力提供。 ┃┃典例剖析　 ■ 　 　 典题１ （多选）如图所示，在粗糙水平木板 上放一个物块，使木板和物块一起在竖直平面内沿逆 时针方向做匀速圆周运动，ａｂ为水平直径，ｃｄ为竖直 直径，在运动中木板始终保持水平，物块相对于木板 始终静止，重力加速度为ｇ，则 （　 ）        