2.2 向心力（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（粤教版必修2）

第二章　 第二节　向心力 学习目标 1.理解向心力和向心加速度的概念. 2.知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算. 3.知道向心加速度和线速度、角速度的关系，能够用向心加速度公式求解有关问题. 内容索引 Ⅰ自主预习梳理 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 自主预习梳理 Ⅰ 一、向心力 1.定义：做匀速圆周运动的物体受到的方向沿半径指向 的力. 2.作用效果：不改变质点速度的 ，只改变速度的 . 3.方向：沿半径指向 ，和质点运动的方向 ，其方向时刻在改变. 4.大小：F＝ ；F＝______. 圆心 大小 方向 圆心 垂直 mrω2 二、向心加速度 1.定义：由向心力产生的指向 方向的加速度. 2.大小：a＝rω2，a＝ . 3.方向：与向心力方向 ，始终指向 ，时刻在改变. 圆心 一致 圆心 三、生活中的向心力 1.汽车转弯： 　　 路面 　 种类 分析　　 汽车在水平路面上转弯 汽车在内低外高的路面上转弯 受力分析 向心力来源 静摩擦力f 重力和支持力的合力 向心力关系式 ___________ ________________ 2.荡秋千通过最低点时：底座对人的 与人的重力的合力提供向心力，即 ＝m . 3.汽车通过拱桥顶部时：桥面对汽车的支持力N与汽车的重力的合力提供向心力，即 ＝m . 4.人坐过山车通过最高点时：座位对人的支持力N和人的重力的合力提供向心力，即 ＝m . 支持力 N－mg mg－N N＋mg 1.判断下列说法的正误. (1)匀速圆周运动的向心力是恒力.( ) (2)匀速圆周运动的合力就是向心力.( ) (3)匀速圆周运动的加速度的方向始终不变.( ) (4)匀速圆周运动是匀变速运动.( ) (5)根据a＝ω2r知加速度a与半径r成正比.( ) (6)汽车行驶至拱桥顶部时对桥面的压力大于重力.( ) 即学即用 × × × × × √ 2.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图1所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r＝180 m的圆周运动，如果飞行员质量m＝70 kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力是_____________.(g取10 m/s2) 解析 答案 4 589 N 图1 解析　飞机经过最低点时，v＝360 km/h＝100 m/s. 对飞行员进行受力分析，飞行员在竖直面内共受到重力G和座椅的支持力N两个力的作用， 由牛顿第三定律得，飞行员对座椅的压力为4 589 N. Ⅱ 重点知识探究 一、对向心力的理解 导学探究 (1)如图2所示，用细绳拉着小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，若小球的线速度为v，运动半径为r，是什么力产生的向心加速度？该力的大小、方向如何？小球运动的速度v增大，绳的拉力大小如何变化？ 答案 图2 答案　产生向心加速度的力是小球受到的重力、支持力和绳的拉力的合力. 合力等于拉力，大小为F＝ma＝m ，方向指向圆心.v增大，绳的拉力增大. (2)若月球绕地球做匀速圆周运动的角速度为ω，月地距离为r，是什么力产生的加速度？该力的大小、方向如何？ 答案 答案　向心加速度a＝ω2r，是地球对月球的引力产生的加速度，引力的大小为F＝ma＝mω2r，方向指向地心. 对向心力的理解 1.向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力. 知识深化 3.向心力的方向 无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力. 4.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. 例1　(多选)关于向心力的下列说法中正确的是 A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B.做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的 C.做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力 D.做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力 解析 答案 解析　向心力不改变做圆周运动物体速度的大小只改变速度的方向，A正确； 做匀速圆周运动的物体，其向心力的方向时刻在变，B错误； 做圆周运动的物体，所受合力不一定等于向心力，因为物体不一定做匀速圆周运动，C错误； 物体做匀速圆周运动时，合外力等于向心力，D正确. √ √ 针对训练1　一只小狗拉着雪橇在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，如图所示为雪橇所受的牵引力F及摩擦力f的示意图，其中正确的是 √ 解析　雪