2017-2018学年高中物理专题5.6向心力讲基础版含解析新人教版必修

1、5.6 向心力知识点一、向心力一、对向心力的理解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，故向心力不改变线速度的大小。2向心力的特点1)方向时刻在变化，总是与线速度的方向垂直。2)在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向心力是变力，是一个按效果命名的力。3向心力的大小Fnmameq f(v2,r)mr2mvmeq f(42,T2)r4向心力的来源向心力是从力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体

2、做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力。5向心力来源的实例分析向心力来源实例分析重力提供向心力如图所示，用细绳拴住小球在竖直平面内转动，当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则此时向心力由重力提供弹力提供向心力如图所示，用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动，向心力由绳子的拉力提供摩擦力提供向心力如图所示，物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止，向心力由转盘对物体的静摩擦力提供合力提供向心力如图所示，细线拴住小球在竖直面内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时，向心力由细线的拉力和重力的合力提供。分力提供向心力如图所示，小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运动时，向心力由细

3、线的拉力在水平面内的分力提供。思考与讨论1向心力是一种特定性质的力吗？对物体受力分析时能否考虑向心力？向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？提示：不是，向心力是效果力，对物体受力分析时不需考虑心力向心力的方向与向心加速度的方向相同，始终指向圆心2向心力如何改变做圆周运动物体的运动状态？向心力计算公式对变速圆周运动是否适用？提示：向心力方向始终指向圆心，与做圆周运动物体的速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小向心力计算公式对匀速圆周运动和变速圆周运动都适用eq avs4al(匀速圆周运动的动力学问题)1匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心

4、加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变。2解答匀速圆周运动问题的方法(1)匀速圆周运动问题的解题模型(2)模型突破解决匀速圆周运动依据的规律是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公式，因此求物体所受的合力，并选择圆周运动的公式是解决这类问题的关键。此外，弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。【典型例题】【例题1】（多选）如图所示，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，运动中小球所需的向心力是 )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方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力【答案】CD【针对训练】

5、关于向心力的说法中正确的是()A物体由于做圆周运动而产生向心力B向心力不改变做圆周运动的物体的速度大小C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力【答案】B【解析】力是改变物体运动状态的原因，因为有向心力物体才做圆周运动，故选项A错误。向心力只改变物体运动的方向，不改变物体速度的大小，故选项B正确。物体做匀速圆周运动的向心力方向永远指向圆心，其大小不变，方向时刻改变，故选项C错误。只有在匀速圆周运动中，合力提供向心力，而在非匀速圆周运动中向心力并非物体所受的合力，而是合力指向圆心的分力提供向心力，故选项D错误。知识点二、变速圆周运动和一般的曲线运动 要点归

6、纳1两种圆周运动的比较匀速圆周运动变速圆周运动特点v、an、Fn大小不变，方向变化，、T、n不变v、an、Fn、均变化向心力来源合力等于向心力合力沿半径方向的分力周期性有不一定有条件合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直合外力变化、方向与速度方向不垂直性质均是非匀变速曲线运动公式Fnmeq f(v2,r)m2r，aneq f(v2,r)2r通用2处理一般的曲线运动的方法如图所示，处理一般的曲线运动时，可以把曲线分割成许多小段，每一小段可看成一段小圆弧即质点在每小段的运动都可以看做圆周运动的一部分这样在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了【典型例题】【例题2】

7、（多选）如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动则下列说法正确的是()A球A的线速度必定大于球B的线速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的运动周期必定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力【答案】AB对小球运用牛顿第二定律得eq f(mg,tan )meq f(v2,r)mr2mreq f(42,T2)，可解得小球的线速度veq r(grcot )，角速度eq r(f(g,rtan )，周期T2eq r(f(rtan ,g).由此可见，小球的线速度随轨道半径的增大而

8、增大，所以A球的线速度必定大于B球的线速度，A选项正确小球的角速度随半径的增大而减小，周期随半径的增大而增大，所以A球的角速度小于B球的角速度，A球的运动周期大于B球的周期，B选项正确，C选项不正确【针对训练】如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是()AA的速度比B的大B A与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小【答案】D【解析】A、B绕竖直轴匀速转动的角速度相等，即AB，但rArB，根据vr得，A的速度比B的小，选项A错误；根据a2r得，A的向心加速度比B的小，选项B错误；A、B做圆