高中物理 5.7《向心力》同步导学案 新人教版必修2.docVIP

七、向心力【要点导学】1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向总指向 ，这个合力叫做向心力。向心力是产生 的原因，它使物体速度的 不断改变，但不能改变速度的 。向心力是按 命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。2、向心力的大小：fnman mv向心力的方向总是沿半径指向圆心，方向时刻改变，所以向心力是变力。3、当物体沿圆周运动，不仅速度方向不断变化，其大小也在不断变化，这样的圆周运动称为变速圆周运动。物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心，这时合外力的作用效果是：使物体产生向心加速度的同时，产生切向加速度。匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。4、一般曲线运动及研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。 【范例精析】例1 关于向心力，以下说法中不正确的是a是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力b向心力就是做圆周运动的物体所受的合力c向心力是线速度变化的原因d只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动解析 理解向心力的定义、作用效果，弄清物体做匀速圆周运动的条件，然后与选项加以比较可作出判断。答案：abd 例2 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（ ）a物体所受弹力增大，摩擦力也增大b物体所受弹力增大，摩擦力减小c物体所受弹力减小，摩擦力减小d物体所受弹力增大，摩擦力不变解析：物体在竖直方向上受重力g与摩擦力f，是一对平衡力，在向心力方向上受弹力fn，根据向心力公式，可知fn=m2r，当增大时，fn增大，所以应选d。例3 如图所示，a、b、c三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，a的质量是2m，b和c的质量均为m，a、b离轴为r，c离轴为2r。当圆台旋转时，则（ ）a若a、b、c均未滑动，则c的向心加速度最大b若a、b、c均未滑动，则b的摩擦力最小c当圆台转速增大时，b比a先滑动d圆台转速增大时，c比b先滑动解析 三个物体在圆台上，以相同的角速度做圆周运动，其向心力是由ff静提供的，f=ma=m2r，静摩擦力的大小由m、r三者决定，其中相同。而ra=rc/2，ma=2mc，所以fa=fcmb=mc，rbfb，故fb最小，b选项正确.当圆台转速增大时，ff静都随之增大，当增大至刚好要滑动时，达到最大静摩擦力。mg=m2r，而a=b，ra=rb，ma=2mbfa=2fb ，而ffmaxa=2ff maxb ，所以b不比a先滑动，c错rc=2rb mb=mc 而fcfb， 而ff maxc=ff maxb ，所以c比b先滑动。故选项a、b、d正确。拓展： (1)解决物理问题切忌想当然地作出结论：“质量大的物体容易甩出去，质量小的物体不易相对盘滑动。”这是片面的，当然也是错误的，应注意需要的向心力和提供的外力的关系。(2)用代表例法分析问题是论证的技巧，如盘上的a、b、c三个物体运动的性质完全一样，不同的只是一些量的不同，没有必要逐一讨论，只要选一个为代表讨论就可以了。(3)注意抓住临界状态进行分析。 【能力训练】1在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）a向心加速度 b线速度 c向心力 d角速度2下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是 () a物体除其他的力外还要受到个向心力的作用 b物体所受的合外力提供向心力 c向心力是一个恒力d向心力的大小直在变化 3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可能做圆周运动b向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出c向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力d向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢4 如图所示的圆锥摆中，摆球a在水平面上作匀速圆周运动，关于a的受力情况，下列说法中正确的是（）a摆球a受重力、拉力和向心力的作用；b摆球a受拉力和向心力的作用；c摆球a受拉力和重力的作用；d摆球a受重力和向心力的作用。5如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是 ()a重力 b弹力 c静摩擦力 d滑动摩擦力6如图所示，一圆盘可绕通过圆盘中心o且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一小木块a，它随圆盘一起做匀速圆周运动。则关于木块a的受力，下列说法正确的是（） a木块a受重力、支持力和向心力b木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向指向圆心c木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向与木块运动方向相反d木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向与木块运动方向相同7甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同时间里甲转过60角，乙转过45角。则它们的向心力之比为（）a14 b23 c49 d9168如图所示，长为l的悬线固定在o点，在o点正下方l/2处有一钉子c，把悬线另一端的小球m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悬线拉力突然增大9如图是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球p和q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，mp=2mq，当整个装置以匀速旋转时，两球离转轴的距离保持不变，则此时（）a两球受到的向心力大小相等bp球受到的向心力大于q球受到的向心力crp一定等于rq/2d当增大时，p球将向外运动10如图所示，质量为m的滑块与轨道间的动摩擦因数为，当滑块从a滑到b的过程中，受到的摩擦力的最大值为f，则（）af=mg bfmgcfmg d无法确定f的值11如图所示，在半径为r的半球形碗的光滑内表面上，