向心力与向心加速度+高一下学期物理粤教版必修第二册

粤教版必修二

第一章

曲线运动第二节

向心力和向心加速度学习目标向心力探究影响向心力大小的因素向心加速度一、知识回顾1、物体做曲线运动要满足什么条件？2、什么是匀速圆周运动？有什么特点？3、描述圆周运动有哪些物理量？它们有什么关系？二、感受向心力【观察与思考】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。（1）此时牵绳的手有什么感觉？（2）小球受哪些力的作用？（3）小球受到的合外力方向如何变化？(1)小球的受力：重力、支持力和绳的拉力(2)小球的合力方向：绳子对球有指向圆心的力一、圆周运动OGFNF拉OOF拉F拉F拉vvvO（2）效果：只改变速度（v）的方向，不改变速度（v）的大小（1）特点：合外力（F拉）力与速度（v）垂直，始终指向圆心。模型构建：一、圆周运动一、向心力1、定义：做圆周运动的物体一定受到指向圆心的力的作用，这个力就叫作向心力。3、效果：只改变线速度的方向，不改变速度的大小。2、方向：始终指向圆心，总是与线速度方向垂直，方向时刻改变。4、向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力的合力来提供。一、圆周运动模型构建→受力分析→确定向心力来源一、圆周运动F引OmgNfOmgN汽车在水平路面上转弯天体运动过山车一、圆周运动【问题1】请找出以下物体做匀速圆周运动的向心力来源。一、圆周运动分析向心力来源的思路1、明确研究对象，构建圆周运动模型；2、确定圆周运动所在的平面，确定圆心位置；3、进行受力分析，分析指向圆心方向的合力即向心力。二、探究影响向心力大小的因素1、实验方法：控制变量法（1）保持质量m、半径r不变，探究向心力F与角速度ω的关系（2）保持质量m、角速度ω不变，探究向心力F与半径r的关系（3）保持半径r、角速度ω不变，探究向心力F与质量m的关系二、探究影响向心力大小的因素二、探究影响向心力大小的因素2.数据分析实验条件实验现象实验结论ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωbFa=2FbF∝mFa=2FbF∝r4Fa=FbF∝ω2三、向心力与向心加速度上式中，F、m、r、ω的单位采用国际单位时，k=1物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小F与质量m、角速度ω和转动半径r之间的关系为：三、向心力与向心加速度【问题2】已知A、B两球的质量之比为1：2，做圆周运动的半径之比为2：1、角速度之比为1：3，据此可知，两球所受向心力的大小之比为（）A．1：3 B．2：3 C．1：9 D．2：9【答案】C三、向心力与向心加速度【问题3】皮带传动是常见的传动方式之一，可以建构如图。所示的物理模型来分析其传动原理．A、B、C、D分别是轮缘上的点，如果传动过程中皮带不打滑时，A、B、C、D向心加速度的大小之比是多少．三、向心力与向心加速度【问题4】小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成α角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。三、向心力与向心加速度【问题5】洗衣机脱水桶的原理示意图如图所示。衣服（视为质点）在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，筒壁到转轴之间的距离为r，衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为g，问角速度ω多大？三、向心力与向心加速度【问题6】请找出以下物体做匀速圆周运动的向心力来源。四、一般圆周运动加速圆周运动FFnFtFFnFtv0ωF减速圆周运动Ft