鲁科版必修2 第4章第2节 向心力与向心加速度 课件（29张）.ppt

第4章匀速圆周运动 第2节向心力与向心加速度 第4章匀速圆周运动 学习目标1 理解向心力和向心加速度的概念 2 会用实验探究向心力与质量 角速度和半径的关系 3 能用向心力及向心加速度公式进行计算 一 向心力及其方向1 定义 做圆周运动的物体 受到的始终指向 的等效力 2 方向 始终指向 总是与运动方向 3 作用效果 向心力只改变速度 不改变速度 因此向心力不做功 4 来源 可能是 或是它们的 做匀速圆周运动的物体 向心力就是物体受到的 做非匀速圆周运动的物体 向心力不是物体所受到的合外力 圆心 圆心 垂直 方向 大小 弹力 重力 摩擦力 合力 合外力 判一判 1 1 做匀速圆周运动的物体所受到的向心力是恒力 2 向心力和重力 弹力 摩擦力一样 是性质力 3 向心力可以由某种性质的力来充当 是效果力 提示 1 向心力总是沿半径指向圆心 方向不断变化 是变力 2 向心力是一种效果力 不是物体受到的一种独立性质的力 3 向心力是效果力 可以由某种性质的力来充当 也可由合外力或某一力的分力来充当 2 大小 物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成 比 与半径成 比 与角速度的二次方成 比 m 2r 控制变量法 质量 角速度 半径 越大 正 正 正 做一做 2 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 在相同时间里甲转过60 乙转过45 则它们所需向心力之比为 三 向心加速度1 定义 做圆周运动的物体具有的沿 指向 的加速度 叫向心加速度 3 方向 向心加速度的方向时刻 且始终指向 4 实质 向心加速度是用来描述物体 改变快慢的物理量 5 对匀速圆周运动的理解 匀速圆周运动是加速度 时刻改变 而 不变的变速运动 所以 匀速圆周运动不是加速度恒定的运动 即不是匀变速运动而是变加速运动 半径 圆心 改变 圆心 线速度方向 方向 大小 想一想 3 由向心加速度公式a f v2 r 可知 a与运动半径r成反比 由公式a 2r可知 a与运动半径r成正比 这两种说法是否矛盾 提示 不矛盾 当线速度v一定时 a与运动半径r成反比 当角速度 一定时 a与运动半径r成正比 1 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 故向心力不改变速度的大小 3 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 对向心力的理解 4 向心力的来源 若线的拉力为零 球的重力提供向心力 f g 线的拉力提供向心力 f t 转盘对物体的静摩擦力提供向心力 f f 重力和细线的拉力的合力提供向心力 f f合 关于向心力 下列说法正确的是 a 向心力是一种效果力 它可以是重力 弹力 摩擦力等各种力的合力 也可以是某种力的分力b 向心力是一种具有某种性质的力 物体受到向心力的作用才能做圆周运动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 解析 向心力是按作用效果命名的 是一种效果力 它可以由重力 弹力 摩擦力等各种性质的力提供 所以a项正确 b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 答案 ad 名师归纳向心力是一种按照力的作用效果命名的力 它不是一种特殊性质的力 因此理解向心力的定义 弄清其作用效果和来源是正确分析有关向心力概念问题的基础和前提 1 2014 济南高一检测 如图所示 小物块a与圆盘保持相对静止 跟着圆盘一起做匀速圆周运动 则下列关于a的受力情况的说法正确的是 a 受重力 支持力b 受重力 支持力和指向圆心的摩擦力c 受重力 支持力 摩擦力和向心力d 受重力 支持力和与运动方向相同的摩擦力 解析 选b 圆盘上的小物块a在竖直方向受重力和支持力作用而平衡 而小物块在水平面内做匀速圆周运动 其所需向心力由静摩擦力提供 且静摩擦力的方向指向圆心o b正确 1 物理意义描述线速度改变的快慢 只改变线速度的方向 不改变其大小 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 不论向心加速度a的大小是否变化 a的方向是时刻改变的 所以圆周运动一定是变加速运动 对向心加速度的理解 关于向心加速度的说法 正确的是 a 向心加速度越大 物体速率变化越快b 向心加速度的大小与轨道半径成反比c 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直d 在匀速圆周运动中向心加速度是恒量 解析 向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量 选项a错误 向心加速度的大小可用a v2 r或a 2r表示 当v一定时 a与r成反比 当 一定时 a与r成正比 可见a与r的比例关系是有条件的 故b错误 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直 在匀速圆周运动中始终指向圆心 方向在不断变化 不是恒量 故匀速圆周运动也不能说是匀变速运动 应是变加速运动 故c正确 d错误