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第二章圆周运动

第2节向心力和向心加速度广东省胡壮丽名师工作室陈日繁新课标·粤教版·高中物理·必修第二册核心素养目标物理观念：知道向心力的含义，理解影响向心力大小的因素。科学探究：体会控制变量法探究影响向心力大小的因素。科学思维：通过观察生活中的圆周运动，加深对向心力的认知。科学态度与责任：通过探究向心力影响因素，认识科学探究中的严谨态度。感受向心力实验1：感受向心力

绳子的一端系一小球，另一端用手固定，让小球在近似光滑的桌面上做匀速圆周运动。此时牵绳的手有什么感觉？小球受到的合外力方向如何变化？松手后，小球还能继续做圆周运动吗？对做圆周运动的小球进行受力分析。做匀速圆周运动的物体，受到合力指向圆心；

如果外力撤去，小球将不能做匀速圆周运动。大量实验表明：做匀速圆周运动的物体，所受合外力始终指向圆心，这个指向圆心的合外力称为向心力。mgFNFT感受向心力向心力的理解速度沿切线方向，向心力指向圆心，故向心力垂直于速度，只改变速度的方向，不改变速度的大小。向心力是根据力的作用效果来命名的，是指所有外力的合力，并不是按力的性质来命名的。做受力分析的时候，不应该说“物体受到向心力”。圆周运动的向心力案例：探究影响向心力大小的因素实验1：定性探究仅改变角速度；仅改变半径；仅改变质量。探究影响向心力大小的因素实验2：定量探究——向心力演示仪。了解结构。控制圆周运动的质量控制圆周运动的半径控制圆周运动的角速度显示向心力大小探究影响向心力大小的因素实验2：定量探究——向心力演示仪。探究影响向心力大小的因素

向心加速度

实践与拓展——其它实验方案方案1：生活中的器材方案2：利用数据采集器mrω向心加速度的理论推导理论上证明向心加速度的表达式如图所示为匀速圆周运动的示意图。经过小段时间t之后，旋转过一个小角度φ，根据加速度定义：将初速度平移，用红色线段表示速度变化量，可以证明图中两个三角形相似，根据几何关系可知：当时间时，，则，故，代入加速度定义式得，再由线速度和角速度关系可得：；当时，即，可认为Δv⊥v，故a⊥v，即指向圆心。证明完毕。习题演练物体做匀速圆周运动时，下列说法是否正确？为什么？物体一定受到恒力的作用。物体所受合外力必须等于零。物体所受合外力的大小可能变化。物体所受合外力的大小不变，方向不断改变。分析图中物体受力情况，并说明它们做匀速圆周运动时向心力的来源。√习题演练飞机做特技表演时常做俯冲和拉起运动。如图所示，飞机在某次做俯冲拉起运动过程中，经过最低点附近时，可看作是做半径为500m的圆周运动。若飞行员质量为65kg，飞机经过最低点时速率为360km/h，这时飞行员对座椅的压力有多大？（g=10m/s2）解：飞行员受到支持力和重力作用，故

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