2.2 匀速圆周运动的向心力与向心加速度 导学案-2024-2025学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册

武宣县丰华中学高一物理《必修二》 2.2向心力与向心加速度 主备人：陈启亮 备课日期2025.3.20总第13课时 第二章 匀速圆周运动 2.2 匀速圆周运动的向心力与向心加速度 【问题讨论】 匀速圆周运动时匀速运动还是变速运动？做圆周运动的物体其受到的合外力是否为0？ 【知识构建】 匀速圆周运动中的向心力 1.向心力的定义：做圆周运动的物体，会受到 的力，这个力叫做向心力。 2.向心力的方向：方向沿半径指向圆心，且始终与线速度 。 【问题讨论】 观看演示视频，讨论向心力的大小与什么因素有关 【知识构建】 3.向心力的大小：F= 注：向心力的表达式有很多种，最好只记住基础的哪一个然后推导出其他表达式 4.向心力的来源：向心力作为一种效果力，通常都是所有外力的合力作为向心力，所以一般都需要对受力物体进行受力分析。 ①向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 ②向心力的来源可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 ③向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。受力分析时绝对不能出现向心力。 【问题讨论】 1 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？ 2 怎么分析研究一般的曲线运动？ 【知识巩固】 1.用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A.在线速度一定情况下，线越长越易断 B.在线速度一定情况下，线越短越易断 C.在角速度一定情况下，线越长越易断 D.在角速度一定情况下，线越短越易断 2、关于向心力，以下说法正确的是（ ） A、向心力就是除物体所受重力、弹力、摩擦力以外的一种新力 B、向心力就是做匀速圆周运动物体所受的合力 C、向心力是匀速圆周运动物体线速度变化的原因 D、物体不受向心力的作用，物体也能做匀速圆周运动 3、关于向心力说法中正确的是（ ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力 【问题讨论】 1 根据牛顿第二定律，加速度与合外力的方向是什么关系？ 【知识构建】 向心加速度 1.定义：做匀速圆周运动的物体加速度指向 ，这个加速度称为向心加速度 2.符号： 3.方向： 4.物理意义：描述速度 的快慢（向心加速度只改变速度方向,不改变速度大小 ） 注意：匀速圆周运动加速度的大小不变，方向时刻改变，所以匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速运动。 5.大小： 【问题讨论】 根据公式an＝知向心加速度an与运动半径r成反比；而根据公式an＝ω2r知向心加速度an与运动半径r成正比，那an与半径r的关系应该如何判断？ 【知识巩固】 1、下列关于向心加速度的说法中，正确的是 （ ） A、向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B、向心加速度的方向保持不变 C、在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的 D、在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化 2.关于向心加速度，下列说法正确的是( ) A. 它描述的是角速度变化的快慢 B. 它描述的是线速度大小变化的快慢 C. 在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不变D. 在匀速圆周运动中，向心加速度的方向不变 【课后作业】 2. 质量为m的小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 L 3、如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力） 3.一轿车以30m/s的速率沿半径为60 m的圆弧形公路行驶，当轿车从A运动到B时，轿车和圆心的连线转过的角度为90°，求： (1)此过程中轿车的位移大小； (2)此过程中轿车通过的路程； (3)轿车运动的向心加速度大小。 第13课时 2.2 向心力与向心加速度 第一页共两页 学科网（北京）股份有限公司 $$