高中物理第2章研究圆周运动22研究匀速圆周运动的规律教师用书沪科版必修2

文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.【关键字】物理2.2

研匀圆运的律学习目标1.理向心加速度的概念，掌握心加速度的公式及物理意义，会用向心加速度的公式求解分析相关问题(点2解心力的概念式及物意义并会在实际问题中应用点、难点)3．验推导向心加速度的过程了解极限法的应用(点向心加速度

知识脉络1．定义：做匀速圆周运动的物具有的沿半径指向圆心的加速度．2．大小：＝a＝2R.3．方向：与速度方向垂直，沿径指向圆心．1．匀速圆周运动中向心加速度大小和方向都保持不变()2．在匀速圆周运动中向心加速只改变线速度的方向()3．向心加速度大小可用a＝来算()如图221所示，小球在拉力用下做匀速圆周运动，请思考：图221(1)小球的向心加速度是恒定的？其方向一定指向圆心吗？(2)小球向心加速度的大小与半成正比还是成反比？【提示】(1)小球的向心加速大小不变，方向时刻改变，其方向一定指向圆心．(2)当角速度一定时，向心加速大小与半径成正比，当线速度大小一定时，向心加速度大小与半径成反比．探讨1：在匀速圆周运动中，物的加速度就是向心加速度吗？加速度一定指向圆心吗？【提示】在速圆周运动中，体的加速度就是向心加速度，加速度一定指向圆心．探讨2：在变速圆周运动中，物的加速度就是向心加速度吗？加速度一定指向圆心

文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.吗？【提示】在速圆周运动中物体的加速度不是向心加速度，加速度不指向圆心，向心加速度指向圆心．1．向心加速度的物理意义描述线速度改变的快慢，只表示线速度的方向变化的快慢，不表示其大小变化的快慢．2．方向总是沿着圆周运动的半径指向圆心，即方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变．3．圆周运动的性质不论向心加速度a的大小是否变a的向是时刻改变的，所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变，圆周运动一定是非匀变速曲线运动匀圆周运动中的匀应解为匀率．4．向心加速度的计算公式a＝＝2r＝4＝42f2rv.5．向心加速度的大小与半径的系(1)当半径一定时，向心加速度大小与角速度的平方成正比，也与线速度的平方成正比．随频率的增大或周期的减小而增大．(2)当角速度一定时，向心加速与运动半径成正比．(3)当线速度一定时，向心加速与运动半径成反比．(4)a与r的关图象：如图222所．由r象可以看出：与r成正比还是反比，要看恒定是v恒．图2226．向心加速度的注意要点(1)向心加速度是矢量，方向总指向圆心，始终与速度方向垂直，故向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小．向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢．(2)向心加速度的公式适用于所圆周运动的向心加速度的计算非匀速圆周运动．1．(2016州高一检测)如所示，细绳的一端固定，另一端系一小球，让小球在光滑水平面内做匀速圆周运动，关于小球运动到P点的加速度方向，下列图中可能的是()【解析】做速圆周运动的物的加速度就是向心加速度方指向圆心正．

a2a3a1a2a文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.a2a3a1a2a【答案】B2．我国发射的绕月探测卫星嫦二，它在距月球表面200km高的极月圆形轨道上以127min的期运行一圈，在绕月运行的过程嫦二卫星的向心加速度为月球的半径为738km)()图223A．1.32m/sB．2.23m/sC．3.8m/s

D．4.2m/s【解析】

“嫦娥二号”卫星的向心加速度＝r

＝r(

2πT

)＋2×3.14200)×10×()m/s＝1.32.127×60【答案】A3多选)(2016·玉溪高一检)如图224

所示，皮带传动装置中，右边两轮连在一起共轴转动，图中三轮半径分别为r＝3，＝2，＝4；A、、三点三轮边缘上的点，皮带不打滑．向心加速度分别为a，则列比例关系正确的)【导学号：02690017】a3A.＝a2C.＝

图224a2B．＝a1D.＝v2【解析】由皮带不打滑v＝，＝，＝＝错，对由于右两轮3共轴转动，＝，＝

a1，＝＝，C错，D对【答案】BD

文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.向心加速度公式的应用技巧(1)先确定各点是线速度大小相，还是角速度相同．(2)在线速度大小相等时，向心速度与半径成反比，在角速度相同时，向心加速度与半径成正比．向心力[先填空1．定义：在匀速圆周运动中，生向心加速度的力．mv2．大小：＝或＝mωRR3．方向：与速度方向垂直，沿径指向圆心．4．作用：只改变速度的方向，改变速度的大小．[再判断1．在匀速圆周运动中，向心力持不变．(×)2．在匀速圆周运动中，物体所的合力就是向心力．(√)3．向心力是根据效果命名的力(√)[后思考1．做匀速圆周运动的物体的向力是恒力吗？【提示】向力总是沿半径方指向圆心，方向不断改变，是变力．2．由向心力公式＝可知，运动半径r反比；由公式＝r动半径r成正．这两种说法是否矛盾？

r可与【提示】不盾．当线速度v一时与动半径成比当角速度ω一定时，F与运半径成比．[合作探讨如图225

所示圆上物体随圆盘一起匀转动光滑漏斗内壁上小球做匀速圆周运动．请思考：图225

文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.探讨1：它们运动所需要的向心分别由什么力提供？【提示】圆上物体所需要的心力由圆盘对它的指向圆心的静摩擦力提供滑斗内的小球做圆周运动的向心力由它所受的弹力和重力的合力提供．探讨2：计算圆盘上物体所受的心力需要知道哪些信息？【提示】计圆盘上物体所受向心力需要知道物体做圆周运动的半径、角速(或线速度、体的质量．[核心点击1．向心力的作用效果由于向心力始终指向圆心方与物体运动方向始终垂直向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．2．向心力的来源物体做圆周运动时，向心力由物体所受力中沿半径方向的力提供．3．几种常见的实例如下：实例用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动

向心力绳子的拉力和重力的合力提供向心力，F＝＋线的拉力提供向心力＝转盘对物体的静摩擦力提供向心力，＝重力和细线的拉力的合力提供向心力，F＝F

示意图4．对做圆周运动的物体所受的心力说法正确的()A．因向心力总是沿半径指向圆，且大小不变，故向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心，且与线度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．向心力是物体所受的合外力D．向心力和向心加速度的方向是不变的

文档来源为从络收集整word版可编辑欢下载支持.【解析】做速圆周运动的物所受的向心力大小恒定向总是指向圆心是一个变力，错向心力只改变线速度方向不改变线速度大小B正确；只有做匀速圆周运动的物体其向心力是由物体所受合外力提供C；向心力与向心加速度的方向总是指向圆心，是时刻变化的，D错【答案】B5多选)(2016·马鞍山市高一)在光滑的水平面上，用长为的细拴一质量为m的小，以角速度做匀速圆周运动，下列说法中正确的()A．、不变，越大线越易被拉断B．、不变，越小线越易被拉断C．、不ω大线越易被拉断D.不减且角速度加倍时，线的拉力不变【解析】在滑水平面上的物的向心力由绳的拉力提供，由向心力公式＝ω，得选项、C正确．【答案】AC6．如图226

所示，圆盘上叠放着两个物块A和，当圆盘和物块绕竖直轴匀速转动时，物块与圆盘始终保持相对静止，()图226A．物块A不受摩擦力作用B．物块B受5个作用C．当转速增大时，A受擦力增大，受摩擦力减小D．对B摩擦力方向沿半径指向转轴【解析】物到的摩擦力充当其向心力；物块受到重力、支持力A对物块的压力A对块的半径向外的静摩擦力和圆盘对物块B的沿径向里的静摩擦力，共5个的作用；当转速增大时，、受摩擦力都增大；对B的摩擦力方向沿径向外．【答案】B向心力与合外力的判断方法1．向心力是按