内容正文:
第2节 向心力
第1课时 向心力
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课堂探究·拓展思维
课前预习·夯基固本
课后训练·凝练素养
随堂练习·培养能力
[学习目标要求] 1.结合生活体验,感受做匀速圆周运动物体的受力特点,理解向心力概念。2.掌握向心力的表达式,能够计算简单情境中的向心力。3.知道变速圆周运动和一般曲线运动的分析方法。4.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。
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向心力及向心力的大小
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的合力总_______________,这个_______________的力就叫作____________。
2.作用效果:只改变速度的_________,不改变速度的_________。
3.来源:向心力是某个力或者几个力的_________提供,是根据力的_______________命名的。
4.方向:总是沿半径指向_________,是一个_________。
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知识点一
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[练一练]
如图所示,玻璃球沿碗的内壁在水平面内做匀速圆周运动(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: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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变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
1.变速圆周运动的合力的作用效果
如图所示,F产生的效果,可以分解为两个相互垂直的分力:跟圆周相切的分力Ft和指向圆心的分力Fn。Ft与运动的速度_____________________,改变线速度的_________:Fn指向圆心,提供物体做圆周运动所需的向心力,改变线速度的_________。
知识点二
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2.一般曲线运动的受力特点
研究一般曲线运动的受力时,可以把这条为曲线的轨迹分割为许多很短的小段,如图所示,质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时就可以采用_______________的分析方法来处理了。
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D
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解析:D 物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误;物体做速度大小变化的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力方向间的夹角为锐角,合力方向与速度方向不垂直,B、C错误,D正确。
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学习任务一 向心力的理解及向心力公式的应用
[导学探究]
如图为冬奥会双人滑比赛。女运动员在男运动员的作用下做圆周运动,男运动员位置不动。若女运动员做圆周运动的转速增大,她所受到的拉力如何变化?
提示:做圆周运动的转速越大,所需要的向心力越大。
课堂探究·拓展思维
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[思维深化]
1.向心力的理解:向心力是效果力,不是具体某个性质的力,在受力分析时,不能多出一个向心力。
2.向心力的来源:向心力可以是物体实际受到的某个力、某几个力的合力或某个力的分力。
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3.实例分析
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,Fn=F+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,Fn=FT
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实例 向心力 示意图
物体随转盘做匀速圆周运动,且相对转盘静止 转盘对物体的静摩擦力提供向心力,Fn=Ff
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实例 向心力 示意图
小球在细线作用下,在水平面内做圆周运动 重力和细线的拉力的合力提供向心力,Fn=F合
物体在光滑的桶壁内做匀速圆周运动 重力和支持力的合力提供向心