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-2017物理粤教版必修2 第二章第二节向心力 课件学学习习目目标标1.理理解向心力的概念及向心力的来源解向心力的概念及向心力的来源,掌握向心力的表达式掌握向心力的表达式,并并能能计计算向心力算向心力2会用会用实验实验探究向心力大小与哪些因素有关探究向心力大小与哪些因素有关3知道向心加速度的概念及表达式知道向心加速度的概念及表达式4会会选择选择合适的向心加速度的表达式合适的向心加速度的表达式进进行行简单计简单计算算5会会处处理理实际实际的的圆圆周运周运动问题动问题第二章圆周运动第二章圆周运动一、感受向心力一、感受向心力1定定义义：做匀速：做匀速圆圆周运周运动动的物体受到的方向沿半径指向的物体受到的方向沿半径指向_的力，叫做的力，叫做_2作用效果：作用效果：不改不改变质变质点速度的点速度的_，只改，只改变变速度速度的的_3方向方向：沿半径指向：沿半径指向_，和，和质质点运点运动动的方向的方向_，其方向，其方向时时刻在改刻在改变变圆圆心心向心力向心力大小大小方向方向圆圆心心垂直垂直4大小大小(1)向心力大小与物体向心力大小与物体_、_和和_有关，且物体有关，且物体_越大，越大，_越大，越大，_越大，所需的向心力越大越大，所需的向心力越大(2)公式：公式：F_.质质量量角速度角速度半径半径质质量量角速度角速度半径半径m2r二、向心加速度二、向心加速度1定定义义在匀速在匀速圆圆周运周运动动中，中，F是指向是指向圆圆心的向心力，所以加速度心的向心力，所以加速度a也也一定指向一定指向_，我，我们们称之称之为为向心加速度向心加速度2大小大小a _或或a_ .向心力和向心加速度公式是从匀速向心力和向心加速度公式是从匀速圆圆周运周运动动中得出来的，但中得出来的，但也适用于非匀速也适用于非匀速圆圆周运周运动动在非匀速在非匀速圆圆周运周运动动中，利用公式中，利用公式求物体在某一位置的向心力或向心加速度求物体在某一位置的向心力或向心加速度时时，必，必须须用用该该点速点速度的度的_圆圆心心2r瞬瞬时值时值3匀速匀速圆圆周运周运动动的性的性质质向心力和向心加速度的方向向心力和向心加速度的方向时时刻在改刻在改变变所以，匀速所以，匀速圆圆周运周运动动是加速度方向不断改是加速度方向不断改变变的的_想一想想一想2.匀速匀速圆圆周运周运动动的向心加速度的大小不的向心加速度的大小不变变，所以匀，所以匀速速圆圆周运周运动动是匀是匀变变速曲速曲线线运运动动，这这种种说说法法对吗对吗？提示：提示：不不对对.匀速匀速圆圆周运周运动动的向心加速度的大小的向心加速度的大小虽虽不不变变，但它，但它的方向的方向时时刻在改刻在改变变，所以匀速，所以匀速圆圆周运周运动动不是匀不是匀变变速曲速曲线线运运动动,而是而是变变加速曲加速曲线线运运动动.变变速运速运动动三、生活中的向心力三、生活中的向心力1向心力的来源向心力的来源向心力是按向心力是按_命名的力，任何一个力或几个力的命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体合力只要它的作用效果是使物体产产生向心加速度，它就是物生向心加速度，它就是物体做匀速体做匀速圆圆周运周运动动所需的向心力所需的向心力效果效果静摩擦力静摩擦力f地面支持力地面支持力想一想想一想3.某人某人驾车驾车正在平直公路上前正在平直公路上前进进，突然前方出，突然前方出现现了了一堵很一堵很长长的的墙墙,此人要想不撞此人要想不撞墙墙,是拐弯好呢是拐弯好呢还还是急刹是急刹车车好？好？提示：提示：急刹急刹车车好好.对对向心力的理解向心力的理解2向心力是效果力向心力是效果力向心力因其方向向心力因其方向时时刻指向刻指向圆圆心而得名，故它心而得名，故它为为效果力效果力向心力的作用效果是只改向心力的作用效果是只改变变速度方向而不改速度方向而不改变变速度大小它速度大小它不是具有特定性不是具有特定性质质的某种力，任何性的某种力，任何性质质的力都可以作的力都可以作为为向心向心力受力分力受力分析析时时不分析向心力不分析向心力3向心力的来源向心力的来源(1)向心力可以由重力提供，如用向心力可以由重力提供，如用细线细线拴住小球在拴住小球在竖竖直面内直面内转转动动，当它，当它经过经过最高点最高点时时，若，若绳绳的拉力恰好的拉力恰好为为零，零，则则此此时时向心向心力由重力提供，力由重力提供，FG，如，如图图甲甲(2)向心力可以由向心力可以由弹弹力提供，如用力提供，如用细线细线拴住小球在光滑的水平拴住小球在光滑的水平面内做匀速面内做匀速圆圆周运周运动动，向心力由，向心力由细线细线的拉力的拉力F拉拉(即即弹弹力力)提供提供,即即FF拉拉，如，如图图乙乙(3)向心力可以由摩擦力提供，如物体随向心力可以由摩擦力提供，如物体随转盘转盘做匀速做匀速圆圆周运周运动动,且物体相且物体相对转盘对转盘静止，向心力由静止，向心力由转盘对转盘对物体的静摩擦力提供物体的静摩擦力提供,即即Ff，如，如图图丙丙(4)向心力可以由合力来提供，如向心力可以由合力来提供，如细绳细绳拴住小球在拴住小球在竖竖直面内做直面内做匀速匀速圆圆周运周运动动，当小球，当小球经过经过最低点最低点时时向心力由向心力由细线细线的拉力的拉力F拉拉和重力和重力G的合力提供，即的合力提供，即FF拉拉G，如，如图图丁丁(5)向心力可由某个力的分力提供，如小球在向心力可由某个力的分力提供，如小球在细线细线作用下，在作用下，在水平面内做水平面内做圆锥摆圆锥摆的运的运动动，向心力由，向心力由细线细线的拉力在水平面内的拉力在水平面内的分力提供，即的分力提供，即FF1，如，如图图戊戊4向心力是向心力是变变力力向心力的方向指向向心力的方向指向圆圆心，与心，与线线速度方向垂直，方向速度方向垂直，方向时时刻在改刻在改变变，故向心力，故向心力为变为变力所以无力所以无论论是匀速是匀速圆圆周运周运动还动还是是变变速速圆圆周运周运动动，其运，其运动动性性质质都是都是变变加速曲加速曲线线运运动动 (单单选选)如如图图所所示示，小小物物块块A与与圆圆盘盘保保持持相相对对静静止止，跟跟着着圆圆盘盘一一起起做做匀匀速速圆圆周周运运动动，则则下下列列关关于于A的的受受力力情情况况，说说法法正正确确的是的是()A受重力、支持力受重力、支持力B受重力、支持力和指向受重力、支持力和指向圆圆心的摩擦力心的摩擦力C受重力、支持力、摩擦力和向心力受重力、支持力、摩擦力和向心力D受重力、支持力和与运受重力、支持力和与运动动方向相同的摩擦力方向相同的摩擦力B解解析析对对物物块块进进行行受受力力分分析析，其其受受力力情情况况如如图图所所示示.小小物物块块受重力、支持力和指向受重力、支持力和指向圆圆心的静摩擦力的作用心的静摩擦力的作用名名师师点点评评向心力不是性向心力不是性质质力，是效果力，力，是效果力，对对做做圆圆周运周运动动的物体所需要的物体所需要的向心力而言，它可以是几个力的合力，也可以是某个力或的向心力而言，它可以是几个力的合力，也可以是某个力或某个力的分力某个力的分力1(单选单选)下列关于向心力的下列关于向心力的说说法不正确的是法不正确的是()A物体由于做物体由于做圆圆周运周运动动而而产产生了一个向心力生了一个向心力B向心力不改向心力不改变变做做圆圆周运周运动动的物体速度的大小的物体速度的大小C做匀速做匀速圆圆周运周运动动的物体其所受的向心力即的物体其所受的向心力即为为其所受的合其所受的合外力外力D做匀速做匀速圆圆周运周运动动的物体其向心力大小不的物体其向心力大小不变变A对对向心加速度的理解向心加速度的理解1物理意物理意义义：描述速度方向改：描述速度方向改变变快慢的物理量快慢的物理量2方向方向：向心加速度的方向：向心加速度的方向总总是沿着半径指向是沿着半径指向圆圆心，即方向心，即方向始始终终与运与运动动方向垂直方向垂直由于向心加速度始由于向心加速度始终终与速度垂直，故向心加速度只改与速度垂直，故向心加速度只改变变速度速度的方向，不改的方向，不改变变速度的大小，向心加速度的大小表示速度方速度的大小，向心加速度的大小表示速度方向改向改变变的快慢的快慢特特别别提醒：提醒：(1)向心加速度的公式也适用于非匀速向心加速度的公式也适用于非匀速圆圆周运周运动动(2)无无论论是匀速是匀速圆圆周运周运动还动还是非匀速是非匀速圆圆周运周运动动，其向心加速度，其向心加速度的方向都指向的方向都指向圆圆心心 (单选单选)(2014汕汕头实验头实验中学高一中学高一检测检测)关于关于向心加速度的向心加速度的说说法正确的是法正确的是()A向心加速度越大，物体速率向心加速度越大，物体速率变变化越快化越快B向心加速度的大小与向心加速度的大小与轨轨道半径成反比道半径成反比C向心加速度的方向始向心加速度的方向始终终与速度方向垂直与速度方向垂直D在匀速在匀速圆圆周运周运动动中向心加速度是恒量中向心加速度是恒量思路点思路点拨拨讨论讨论a与与v、或或r间间的大小关系的大小关系时时，要明确，要明确谁谁是是不不变变量，然后再用公式分量，然后再用公式分析判断析判断C2(双双选选)(2014东东莞高一莞高一检测检测)关于北京和广关于北京和广州随地球自州随地球自转转的的向心加速度，下列向心加速度，下列说说法中正确的是法中正确的是()A它它们们的方向都是沿半径指向地心的方向都是沿半径指向地心B它它们们的方向都在平行于赤道的平面内指向地的方向都在平行于赤道的平面内指向地轴轴C北京的向心加速度比广州的向心加速度大北京的向心加速度比广州的向心加速度大D北京的向心加速度比广州的向心加速度小北京的向心加速度比广州的向心加速度小BD解析：如解析：如图图所示地球表面各点的向心加速度方向都在平行所示地球表面各点的向心加速度方向都在平行于赤道的平面内指向地于赤道的平面内指向地轴轴，B正确、正确、A错误错误;设设地球半径地球半径为为R0，在地面上在地面上纬纬度度为为的的P点，做点，做圆圆周运周运动动的的轨轨道半径道半径rR0cos,其向心加速度其向心加速度为为a2r2R0cos.由于北京的地理由于北京的地理纬纬度比广度比广州的大，州的大，cos 小，两地随地球自小，两地随地球自转转的角速度相同，因此北京的角速度相同，因此北京随地球自随地球自转转的向心加速度比广州的小，的向心加速度比广州的小，D正确，正确，C错误错误1汽汽车过桥车过桥汽汽车过桥车过桥与与转转弯弯问题问题汽汽车过车过凸形凸形桥桥汽汽车过车过凹形凹形桥桥受力分析受力分析规规定向心力方定向心力方向向为为正方向正方向汽汽车过车过凸形凸形桥桥汽汽车过车过凹形凹形桥桥牛牛顿顿第三第三定律定律讨论讨论说说明明v增大，增大，F压压增大增大汽汽车过车过凸形凸形桥时桥时，汽，汽车对桥车对桥的的压压力小于汽力小于汽车车的重力，此的重力，此时时汽汽车处车处于失重状于失重状态态；汽；汽车过车过凹凹形形桥时桥时，汽，汽车对桥车对桥的的压压力大于汽力大于汽车车的重力，的重力，此此时时汽汽车处车处于超重状于超重状态态 汽汽车车与路面的与路面的动动摩擦因数摩擦因数为为，公路某，公路某转转弯弯处处半径半径为为R(设设最大静摩擦力等于滑最大静摩擦力等于滑动动摩擦力摩擦力)，问问：(1)若路面水平，汽若路面水平，汽车转车转弯不弯不发发生生侧侧滑，汽滑，汽车车速度不能超速度不能超过过多多少？少？(2)若将公路若将公路转转弯弯处处路面路面设计设计成外成外侧侧高、内高、内侧侧低，使路面与水低，使路面与水平面有一平面有一倾倾角角，汽，汽车车以多大速度以多大速度转转弯弯时时，可以使，可以使车车与路面与路面间间无摩擦力？无摩擦力？审题审题指指导导路面水平路面水平时时，向心力由汽，向心力由汽车车和路面之和路面之间间的静摩擦的静摩擦力来提供，当公路力来提供，当公路转转弯弯处处是外高内低的斜面是外高内低的斜面时时，重力和斜面，重力和斜面的支持力的合力来提供向心力的支持力的合力来提供向心力规规律方法律方法汽汽车车(或火或火车车)拐弯拐弯时时，路面水平和外高内低，路面水平和外高内低时时向心力来源不向心力来源不同，速度不同，要注意具体同，速度不同，要注意具体问题问题具体分具体分析析3(单选单选)(2014成都四中高一成都四中高一检测检测)火火车车以某以某一速率一速率v0通通过过某某弯道弯道时时，内、外，内、外轨轨道均不受道均不受侧压侧压力作用，下面分力作用，下面分析析错误错误的是的是()A当火当火车车以速率以速率v0行行驶时驶时，火，火车车的重力与支持力的合力方的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向向一定沿水平方向B当火当火车车的速率的速率vv0时时，火，火车对车对外外轨轨有向外的有向外的侧侧向向压压力力C当火当火车车的速率的速率vv0时时，火，火车对车对内内轨轨有向内有向内侧侧的的压压力力D当火当火车车的速率的速率vv0，由于重力和支持力的合力小于火，由于重力和支持力的合力小于火车车所需的所需的向心力，故火向心力，故火车车有向外有向外侧侧运运动动的的趋势趋势，所以火，所以火车对车对外外轨轨有有挤挤压压当当vv0时时，由于重力和支持力的合力大于火，由于重力和支持力的合力大于火车车所需的向所需的向心力，因此火心力，因此火车车有向内有向内侧侧运运动动的的趋势趋势，故火，故火车对车对内内轨轨有有挤压挤压作用作用易易错错易混易混圆圆周运周运动动的向心加速度与合加速度的向心加速度与合加速度范例范例(双双选选)关于向心加速度，以下关于向心加速度，以下说说法中正确的是法中正确的是()A物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时，向心加速度就是物体的合加速度，向心加速度就是物体的合加速度B物体做物体做圆圆周运周运动时动时，向心加速度就是物体的合加速度，向心加速度就是物体的合加速度C物体做物体做圆圆周运周运动时动时的加速度的方向始的加速度的方向始终终指向指向圆圆心心D物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时的加速度的方向始的加速度的方向始终终指向指向圆圆心心AD易易错错分析分析本本题题易易错选项错选项及及错误错误原因分析如下：原因分析如下：易易错错选项选项错误错误原因原因B误认为变误认为变速速圆圆周运周运动动中向心加速度就是合加速度，中向心加速度就是合加速度，导导致致错选错选B.实际实际上上变变速速圆圆周运周运动动中既有向心加速度，中既有向心加速度，也有切向加速度也有切向加速度C误误将做将做圆圆周运周运动动的物体的加速度与向心加速度混的物体的加速度与向心加速度混为为一一谈谈实际实际上，物体做上，物体做变变速速圆圆周运周运动时动时的合加速度的合加速度是向心加速度与切向加速度的矢量和是向心加速度与切向加速度的矢量和正确解析正确解析物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时，向心加速度就是物体的，向心加速度就是物体的合加速度；物体做合加速度；物体做变变速速圆圆周运周运动时动时，向心加速度只是合加速，向心加速度只是合加速度的一个分量，度的一个分量，A正确，正确，B错误错误物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时，只，只具有向心加速度，加速度方向始具有向心加速度，加速度方向始终终指向指向圆圆心；物体做心；物体做变变速速圆圆周运周运动时动时，圆圆周运周运动动的向心加速度与切向加速度的合加速度的向心加速度与切向加速度的合加速度不再指向不再指向圆圆心，心，C错误错误，D正确正确真知灼真知灼见见在一般在一般圆圆周运周运动动中，合加速度通常有两个分量中，合加速度通常有两个分量:切向加速度和向心加速度切向加速度表示速度大小切向加速度和向心加速度切向加速度表示速度大小变变化的化的快慢；向心加速度表示速度方向快慢；向心加速度表示速度方向变变化的快慢化的快慢(1)物体做匀速物体做匀速圆圆周运周运动时动时,向心加速度就是物体的合加速度向心加速度就是物体的合加速度.(2)如如图图所示的所示的变变速速圆圆周运周运动动，到达，到达C点点时时，小球受，小球受绳绳水平拉水平拉力力T和重力和重力mg，合力斜向右下方，即小球的合加速度斜向右，合力斜向右下方，即小球的合加速度斜向右下方它沿下方它沿T方向方向(径向径向)的加速度即的加速度即为为向心加速度向心加速度