内容正文:
第2节 匀速圆周运动的向心力和向心加速度
第1课时 向心力和向心加速度
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新课程目标 核心素养
1.理解向心力和向心加速度的概念。
2.通过科学探究,知道影响向心力大小的因素。知道向心力的大小与物体质量、转动半径、角速度的定量关系。
3.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力,通过实例认识向心力的作用及来源。 1.物理观念:结合生活体验,感受做匀速圆周运动物体的受力特点,引入向心力、向心加速度概念。
2.科学思维:知道向心力是效果力,会分析实例中向心力的来源。
3.科学探究:通过加速度定义推导向心加速度的公式。
4.科学态度与责任:用心体验生产、生活中圆周运动的向心力和加速度。
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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方向始终___________,这个___________的合力就叫作________。
2.向心力可以由________提供,也可以由其他性质的力提供;可以由一个力提供,也可以由几个力的________提供。
3.作用效果:时刻改变着速度的________,才能使得物体可以沿着一个圆周运动。
知识点一
指向圆心
指向圆心
向心力
弹力
合力
方向
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圆
变力
mω2r
大小
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向心加速度
1.向心加速度:根据牛顿第二定律可知,做匀速圆周运动的物体,在________的作用下,必然要产生一个______________。
2.方向:向心加速度的方向与向心力的方向相同,总是指向________。
4.物理意义:描述____________________的物理量。
5.匀速圆周运动是加速度的方向不断改变的________运动。
知识点二
向心力
向心加速度
圆心
ω2r
速度方向改变快慢
变加速
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6.匀速圆周运动和非匀速圆周运动
做匀速圆周运动的物体,所受到的向心力就是它受到的________;做非匀速圆周运动的物体,它受到的向心力只是它受到的合力中指向________方向的一个________。
合力
圆心
分力
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[课前小练]
1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。( )
(2)向心力可以由重力或弹力等来充当,是效果力。( )
(3)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力。( )
(4)匀速圆周运动的加速度始终不变。( )
(5)匀速圆周运动的向心加速度的方向指向圆心,大小不变。( )
(7)根据a=ω2r知,向心加速度a与半径r成正比。( )
×
√
√
×
√
×
×
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2.如图所示,玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(若忽略摩擦),这时球受到的力是( )
A.重力和向心力
B.重力和支持力
C.重力、支持力和向心力
D.重力
解析:选B 玻璃球沿碗内壁做匀速圆周运动的向心力由重力和支持力的合力提供,向心力不是物体受的力,故B正确。
B
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3.关于圆周运动的概念,以下说法中正确的是( )
A.匀速圆周运动是速度恒定的运动
B.做匀速圆周运动的物体,向心加速度越大,物体的速度增加得越快
C.做圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心
D.物体做半径一定的匀速圆周运动时,其线速度与角速度成正比
解析:选D 匀速圆周运动的速度方向是轨迹切线方向,时刻改变,故A错误。做匀速圆周运动的物体,速度大小不变,方向改变,向心加速度越大,速度方向改变得越快,故B错误。只有匀速圆周运动的加速度始终指向圆心,变速圆周运动的加速度不指向圆心,故C错误。物体做半径一定的匀速圆周运动时,根据v=ωr,其线速度与角速度成正比,故D正确。
D
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