高中物理 第4章 第2节 向心力与向心加速度知识探究 鲁科版必修2

1、向心力与向心加速度-知识探讨 合作与讨论(一)做匀速圆周运动的物体,既然不是匀速运动,速度就发生变化,那么它就有加速度.匀速圆周运动的加速度的方向有什么特点？我的思路：匀速圆周运动的加速度不为零,它不能改变速度的大小,那么一定与速度的方向垂直,所以加速度的方向指向圆心.(二)当你乘坐公共汽车,汽车在急转弯时,你会感觉到怎样,这是什么原因？我的思路：因为汽车在做圆周运动,人也和汽车一起做圆周运动,做圆周运动的物体需要向心力,向心力就是靠你的倾斜或者座位与人之间的摩擦力提供的.思考过程1.向心力(1)概念：做圆周运动的物体受到的指向圆心的力.(2)向心力是变力,方向时刻指向圆心.(3)向心力是效果

2、力,由其他各种性质的力或其合力或分力充当(即物体所受合力指向圆心方向的分力).(4)向心力的作用是改变线速度的方向,不改变其大小.(5)向心力的大小：F=mv2/r=mr2=mr42/T2=mv.2.向心加速度(1)概念：做圆周运动的物体在向心力的作用下产生的指向圆心的加速度,是描述线速度方向改变快慢的物理量.(2)大小：a=2R=R()2=R(2f)2=v.(3)方向：其方向时刻发生变化,且总是沿着轨迹半径指向圆心的方向.(4)注意：方向不断改变,匀速圆周运动是变加速运动.例题解析【例1】 地球是一个球体,地球的不同纬度处相对于地轴的距离不同.地球的自转是绕地轴的圆周运动,地球每天自转一周,

3、那么位于北回归线附近的广州,与我国最北端的漠河相比A.对地球自转轴有相同的线速度B.对地球自转轴有相同的向心加速度C.对地球自转轴有相同的周期D.对地球自转轴有不同的角速度解析:A错.物体绕地球自转轴做匀速圆周运动的半径随纬度不同而不同,赤道处的半径最大,随纬度增大,其半径逐渐减小.而物体在地球上任何地方绕轴运转的角速度是一样的,所以线速度v跟半径R成正比,即随纬度增大,线速度变小了.B错.物体在地球上任何地方的角速度相同,而在不同纬度处物体绕轴做匀速圆周运动的半径不同,随纬度增大,向心加速度随之减小.C对.物体在地球上任何地方绕轴转动一周需要的时间都是一昼夜,即周期相同.D错.物体在地球上任

4、何地方绕轴转动的角速度是一样的.答案：C点评:注意地球是绕其地轴自转的,所以即使是地球表面上,不同纬度的圆周半径也是不同的,所以地球表面上的线速度不尽相同.【例2】 如图所示,弹簧一端固定在转轴上,另一端与小物体相连,物体在光滑的水平面上绕轴做匀速圆周运动.若弹簧原来的长度为0.5 m,劲度系数为2000 N/m,物块的质量为 kg,当物块转动周期为0.4 s时,弹簧的伸长量是多少？解析:设弹簧的伸长量为x,则有kx=m(l0+x)2=2/T代入数据解得：x=0.033 m.点评:圆周运动中涉及弹簧的问题,一定要注意,弹簧的长度会随着速度的变化而变化,切不可在考虑圆周运动的半径时忘记弹簧伸长的长度.规律总结规律：向心加速度、向心力与速度、半径的关系.知识：向心加速度、向心力的概念.方法：(1)向心力是效果力：向心力可以由任何一种性质力承担,也可以由任何一种性质力的合力或分力承担,在分析受力时切不可把向心力当作一种特殊力纳入受力分析图.向心力与速度方向垂直,所以向心力不做功,不能改变物体速度的大小,所以向心力只能产生向心加速度,只能用来改变速度的方向.(2)向心加