20xx粵教版高中物理必修2第二章第二節(jié)向心力-展示頁
2024-12-21 13:31本頁面
【正文】 速度大小變化的快慢 B．它描述的是線速度方向變化的快慢 C．它描述的是向心力變化的快慢 D．它 描述的是角速度變化的快慢 課前自主預(yù)習(xí)答案： 1.（ 1）圓心 .（ 2）圓心，大小 .（ 3）效果，合力 .（ 4）合外力 .（ 5） rvmF 2? ， rmF 2?? . 2.（ 1） 加速度 .（ 2） rv2 ， r2? .（ 3）圓心，變加速曲線運(yùn)動(dòng) . 3． B． 4． B 課堂互動(dòng)探究 知識(shí)點(diǎn) 1：向心力的理解 新知探究 在圖 2－ 2－ 1的圓周運(yùn)動(dòng)中，感受?? (1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，你牽繩的手感覺到 。 （ 2）向心加速度的大小： a = 或 = 。 （ 5）向心力的公式 或 。 （ 3）向心力是根據(jù)力的 命名，可以是各種性質(zhì)的力，也可以是它們的 ，還可以是某個(gè)力的分力。 第二節(jié) 向心力 課前自主預(yù)習(xí) 1．向心力： （ 1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，會(huì)受到指向 的合外力作用 ，這個(gè)合力叫做向心力。 （ 2）向心力總是指向 ，始終與線速度垂直，只改變速度的方向而不改變 。 （ 4）如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力就是物體受到的 ；如果物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)（線速度大小時(shí)刻改變），向心力并非是物體受到的合外力。 2．向心加速度： （ 1）定義 : 做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的物體 ,在向心力作用下必然產(chǎn)生一個(gè) ,這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同 ,我們稱之為向心加速度。 （ 3）方向：指向 ，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是向心加速方向不斷改變的 。 (2)如果突然松手，將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象 是 。 重點(diǎn)歸納 1. 向心力公式： F＝ ma＝ mv2r＝ mω2r＝ m4π2T2 r 2．向心力的性質(zhì) (1)向心力是效果力． 向心力因其方向時(shí)刻指向圓心而得名，故它為效果力．向心力的作用效果是只改變速度的方向而不改變速度的大?。皇蔷哂刑囟ㄐ再|(zhì)的某 種力，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力，受力分析時(shí)不分析向心力． (2)向心力是變力． 向心力的方向指向圓心，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻在改變，故向心力是變力． 3. 向心力的來源 (1)在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力一定是向心力；非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力沿半徑方向的分力提供向心力． (2)向心力是按力的作用效果來命名的，充當(dāng)向心力的力可以是重力、彈力和摩擦力等各種力，也可以是各力的合力或某力的分力． 4．向心力與質(zhì)量、角速度、線速度和半徑的關(guān)系 (1)當(dāng)質(zhì)量和角速度一定時(shí)，向心力與半徑成正比． (2)當(dāng)質(zhì)量和線速度 一定時(shí)，向心力與半徑成反比． (3)當(dāng)質(zhì)量和半徑一定時(shí)，向心力與角速度 (或線速度 )的二次方成正比． (4)當(dāng)角速度 (或線速度 )和半徑一定時(shí)，向心力與質(zhì)量成正比． 【例 1】 兩個(gè)質(zhì)量分別是 m1和 m2的光滑小球套在光滑水平桿上，用長(zhǎng)為 L的細(xì)線連接，水平桿隨框架以角速度 ω 做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，兩球在桿上相對(duì)靜止，如圖 2－ 2－ 2所示．求兩球離轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離 R1和 R2及細(xì)線的拉力． 圖 2－ 2－ 2 解： 繩對(duì) m1和 m2的拉力是它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)題意得 R1＋ R2＝ L， R2＝ L－ R1 對(duì) m1有 F＝ m1ω 2R1 對(duì) m2有 F＝ m2ω 2R2＝ m2ω 2(L－ R1) 所以 m1ω 2R1＝ m2ω 2(L－ R1) 解得 R1＝ m2Lm1＋ m2， R2＝ m1Lm1＋ m2 F＝ m1m2ω2Lm1＋ m2 . 觸類旁通 1． 圖 2－ 2－ 3甲為游樂場(chǎng)的懸空旋轉(zhuǎn)椅，我們把這種情況抽象為圖 2－ 2－ 4乙的模型：一質(zhì)量 m＝ 40 kg 的球通過長(zhǎng) L＝ m 的輕繩懸于豎直面內(nèi)的直角桿上，水平桿長(zhǎng) L′＝ m．整個(gè)裝置繞豎直桿轉(zhuǎn)動(dòng)，繩子與豎直方 向成 θ 角．當(dāng) θ ＝ 37176。＝ ， cos 37176。 代入數(shù)據(jù)得 F 拉 ＝ 490 N (2)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心 力由繩拉力和重力的合力提供，有 mgtan 37176。＋ L′ ) 解得 ω ＝ gtan 37176。＋ L′ 代入數(shù)據(jù)得 ω ＝ rad/s. 知識(shí)點(diǎn) 2： 向心加速度的理解 新知探究 問題 1：什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng) ?“勻速”的含義是什么？ 問題 2：物體所受的外力有何特點(diǎn)？加速度又怎樣呢？ 探究 1：變速曲線運(yùn)動(dòng) → 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 → 一定受到外力 → 一定存在加速度 探究 2：由牛頓第二定律知 F=ma， a與 F方向一致，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有指向圓心的向心力， 所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度方向指向 ；又由 F＝ ma＝ mω 2r 這個(gè)加速度的大小是 答案：圓心、 ω 2r 重點(diǎn)歸納 1．向心加速度的定義： 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有沿半徑指向圓心的加速度，叫做向心加速度． 2．向心加速度的方向： 時(shí)刻與物體的速度方向垂直且指向圓心． 3．向心加速度的大小： a＝ v2r＝ ω2r＝ 4π2T2 r＝ 4π2f2r＝ ω v. 4．向心加速度與角速度、線速度和半徑的關(guān)系 (1)當(dāng)線速度大小一定時(shí)，向心加速度與軌道半徑成
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