5.6向心力学案(人教版必修2)[工作范文]

1、5.6向心力学案（人教版必修2） 6向心力学案 .做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，产生向心加 速度的原因一定是物体受到了指 向的合力，这个合力叫做向心力.向心力产生 向心加速度，不断改变物体的速 度，维持物体的圆周运动，因此向心力是一种 力，它可以是我们学过 的某种性质力，也可以是几种性质力的 或某一 性质力的. .向心力大小的计算公式为：Fn=, 其方向指向. .若做圆周运动的物体所受的合外力不沿半径方向，可 以根据F产生的的效果将其分 解为两个相互垂直的分力：跟圆周相切的 和指向圆心方向的, Ft产生，改变物体速度的 ; Fn产生，改变物 体速度的.仅有向心加速度的运动是 ，同时具有切

2、向加速度 和向心加速度的圆周运动就是 . .一般曲线运动 运动轨迹既不是 也不是的曲线运动， 可称为一般曲线运动.曲线运动 问题的处理方法：把曲线分割成许多极短的小段，每一 段都可以看作一小段， 这些圆弧上具有不同的 ，对每小段都可以采用 的分析方法进行处 理. .关于向心力，下列说法中正确的是 A. 物体由于做圆周运动而产生一个向心力 B. 向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小 c .做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力 D.做一般曲线运动的物体的合力即为向心力 .如图1所示， 图1 用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉做匀速圆周运 动，关于小球的受力， 下列说法正确的是 A. 重力、支持力

3、 B. 重力、支持力、绳子拉力 c .重力、支持力、绳子拉力和向心力 D.重力、支持力、向心力 .甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1 : 2,转动半径之比为 1 : 2，在 相同的时间里甲转过 60，乙转过45，则它们的向 心力之比为 A. 1 : 4B. 2 : 3c. 4 : 9D. 9 : 16 【概念规律练】 知识点一向心力的概念 .下列关于向心力的说法中正确的是 A. 物体受到向心力的作用才能做圆周运动 B. 向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的 作用效果命名的 c .向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力， 也可以是某一种力或某一种力 的分力 D.向心力只

4、改变物体运动的方向，不改变物体运动的 快慢 .关于向心力，下列说法正确的是 A. 向心力是一种效果力 B. 向心力是一种具有某种性质的力 c.向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速 度的大小 D.向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 知识点二 向心力的 .如图2所示， 图2 一小球用细绳悬挂于 o点，将其拉离竖直位置一个角度 后释放，则小球以o点为圆心做 圆周运动，运动中小球所需向心力是 A. 绳的拉力 B. 重力和绳拉力的合力 c .重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 .如图3所示， 图3 有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站

5、在距圆心为r处的P点不动，关 于小强的受力，下列说法正确的是 A. 小强在P点不动，因此不受摩擦力作用 B. 小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当 向心力 c.小强随圆盘做匀速圆周运动，盘对他的摩擦力充当 向心力 D.若使圆盘以较小的转速转动时，小强在 P点受到的 摩擦力不变 知识点三变速圆周运动 .如图4所示， 图4 长为L的悬线固定在o点，在o点正下方L2处有一钉 子c,把悬线另一端的小球拉到 跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下 方时悬线碰到钉子，则小球的 A. 线速度突然增大 B. 角速度突然增大 c .向心加速度突然增大 D.悬线的拉力突然增大 【方法技巧练】 一

6、、向心力大小的计算方法 .一只质量为的老鹰，以速率v在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，则空气对 老鹰作用力的大小等于 A. g2 + 2B. g2 c. v2RD. g .在双人花样滑冰运动中，有时会看到男运动员拉着女 运动员离开冰面在空中做圆锥摆 运动的精彩的场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆 运动时和水平冰面的夹角为30 重力加速度为g,估算该女运动员 A.受到的拉力为3GB.受到的拉力为2G c .向心加速度为 3gD.向心加速度为 2g 二、匀速圆周运动问题的分析方法 图5 长为L的细线，拴一质量为的小球，一端固定于o点.让 其在水平面内做匀速圆周 运动，如图5所示.当摆线L与

7、竖直方向的夹角为 a时， 求： 线的拉力F; 小球运动的线速度的大小; 小球运动的角速度及周期. 参考答案 课前预习练 .圆心方向效果合力分力 .v2r 3 2r 圆心 .分力Ft 分力Fn沿圆周切线方向的加速度 大小 指向圆心的加速度 方向匀速圆周运动变速圆周运动 .直线 圆周圆弧半径圆周运动 .B 由向心力的概念对各选项作出判断，注意一般曲 线运动与匀速圆周运动的区别. 与速度方向垂直的力使物体运动方向发生改变，此力指 向圆心命名为向心力，所以向心力不是物体做圆周运动而产 生的.向心力与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变 速度的方向.做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆 心，方向在不

8、断变化，是个变力.做一般曲线运动的物体的 合力通常可分解为切向分力和法向分力.切线方向的分力提 供切向加速度，改变速度的大小；法线方向的分力提供向心 加速度，改变速度的方向.正确选项为B. .B 向心力是效果力，可以是一个力，也可以是一个 力的分力或几个力的合力. .c 由匀速圆周运动的向心力公式Fn= r 3 2= r2 , 可 得F甲F乙=甲r甲2乙r乙2 = 12X 12X 2= 49. 课堂探究练 .ABcD 向心力是使物体做圆周运动的原因，它可由 各种性质力的合力、某一个力或某一个力的分力提供，方向 始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心，是根据力的 作用效果命名的，只改变线速度的

9、方向，不改变线速度的大 小. .AD 向心力是按力的作用效果命名的，是一种效果 力，所以A选项正确，B选项错误；由于向心力始终沿半径 指向圆心，与速度的方向垂直，即向心力对做圆周运动的物 体始终不做功，不改变线速度的大小，只改变线速度的方向， 因此c选项错误，D选项正确. 点评 由于向心力是一种效果力，所以在受力分析时不 要加上向心力，它只能由其他性质的力提供. .cD 如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳的拉力， 向心力由指向圆心o方向的合外力提供，因此，它可以是小 球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向分力的 合力，故选c、D. .c 由于小强随圆盘一起做匀速圆周运动，一定需

10、要 向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方 向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且 充当向心力，A、B错误，c正确；由于小强随圆盘转动的半 径不变，当圆盘角速度变小时，由Fn=r 3 2可知，所需向 心力变小，故D错误. 点评 对物体受力分析得到的指向圆心的力提供向心 力.向心力可以是某个力、可以是某几个力的合力，也可以 是某个力的分力. 在匀速圆周运动中，向心力就是物体所受的指向圆心方 向的合外力.在变速圆周运动中，物体所受合外力一般不再 指向圆心，可沿切线方向和法线方向分解，法线方向的分力 就是向心力. .BcD 悬线与钉子碰撞前后瞬间，线的拉力始终与小 球的运

11、动方向垂直，不对小球做功，故小球的线速度不变.当 半径减小时，由3= vr知3变大，再由F向=v2r知向心加 速度突然增大.而在最低点 F向=FT g，故悬线的拉力变 大.由此可知B、c、D选项正确. 点评 作好受力分析，明确哪些力提供向心力，找准物 体做圆周运动的径迹及位置是解题的关键. .A B 如图所示 F1 = Fcos30 F2= Fsin30 F2 = G, F1 = a a= 3g , F= 2G. 方法总结用向心力公式解题的思路与用牛顿第二定 律解题的思路相似： 明确研究对象，受力分析，画出受力示意图； 分析运动情况，确定运动的平面、圆心和半径，明确向 心加速度的方向和大小；

12、在向心加速度方向上，求出合力的表达式，根据向心力 公式列方程求解. F= gcos a v = gLtan a sin a 3 = gLcos a T = 2 n Lcos a g 解析 做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力g和 绳子的拉力F. 因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的 合力指向圆心o,且是水平方向.由平行四边形定则得小 球受到的合力大小为gtan a，线对小球的拉力大小为：F= geos a . 由牛顿第二定律得：gtan a = v2r 由几何关系得r = Lsin a 所以，小球做匀速圆周运动线速度的大小为 v = gLtan a sin a 小球运动的角速度 3= vr = gLtan a sin a Lsin a =