圓周運動的向心力

圓周運動的向心力及其應(yīng)用目標(biāo)認(rèn)知學(xué)習(xí)目標(biāo)必1、1、2、3、4、5、理解向心力的特點及其來源理解勻速圓周運動的條件以及勻速圓周運動和變速圓周運動的區(qū)別能夠熟練地運用力學(xué)的基本方法解決圓周運動問題理解外力所能提供的向心力和做圓周運動所需要的向心力之間的關(guān)系，以此為根據(jù)理解向心運動和離心運動。學(xué)習(xí)的重點和難點^1、 理解勻速圓周運動的條件以及勻速圓周運動和變速圓周運動的區(qū)別2、 將前面學(xué)習(xí)過的力學(xué)中解決問題的基本方法，順利的遷移圓周運動中來，熟練地解決圓周運動問題。3、 理解向心力的來源，弄清實際的向心力和需要的向心力之間的大小關(guān)系決定著物體的運動情況。知識要點梳理匚-知識點一：物體做勻速圓周運動的條件1扇要點詮釋：物體做勻速圓周運動的條件：具有一定速度的物體，在大小不變且方向總是與速度方向垂直的合外力的作用下做勻速圓周運動。說明：從物體受到的合外力、初速度以及它們的方向關(guān)系上探討物體的運動情況，是理解運動和力關(guān)系的基本方法。知識點二：關(guān)于向心力及其來源繇：1、向心力上?要點詮釋（1） 向心力的定義：在圓周運動中，物體受到的合力在沿著半徑方向上的分量叫做向心力.（2） 向心力的作用：是改變線速度的方向，產(chǎn)生向心加速度的原因?，?淞％=脫一=*（3）向心力的大小： 廣向心力的大小等于物體的質(zhì)量和向心加速度的乘積；確定的物體在半徑一定的情況下，向心力的大小正比于線速度的平方，也正比于角速度的平方；線速度一定時，向心力反比于圓周運動的半徑；角速度一定時，向心力正比于圓周運動的半徑。TOC\o"1-5"\h\zV2 2瑤=輜%]=m一=計染=mr―—= J如果是勻速圓周運動則有：” "廠（4）向心力的方向：與速度方向垂直，沿半徑指向圓心。（5）關(guān)于向心力的說明：向心力是按效果命名的，它不是某種性質(zhì)的力;

勻速圓周運動中的向心力始終垂直于物體運動的速度方向，所以它只能改變物體的速度方向，不能改變速度的大??；無論是勻速圓周運動還是變速圓周運動，向心力總是變力，但是在勻速圓周運動中向心力的大小是不變的，僅方向不斷變化。2、向心力的來源要點詮釋圓錐擺運動（1）向心力不是一種特殊的力。重力（萬有引力）、彈力、摩擦力等每一種力以及這些圓錐擺運動力的合力或分力都可以作為向心力。（2）勻速圓周運動的實例及對應(yīng)的向心力的來源（如表所示）:勻速圓周運動實例向心力人造衛(wèi)星綻地球運動n"重力（或萬有引力）光滑桌面上用線栓一小 /球句速轉(zhuǎn)動 /7線中彈力（或重力、支持力、彈力的合力）隨唱片勻速轉(zhuǎn)動的物體 （S3)靜摩擦力（或重力、支持力、靜摩擦力的合力）重力和彈力的合力（或彈力的分力）靜摩擦力（或重力、彈力、靜摩擦力的合力）自行車沿水平匾弧路面轉(zhuǎn)彎知識點三：勻速圓周運動與變速圓周運動的區(qū)別1、從向心力看勻速圓周運動和變速圓周運動f-要點詮釋：（1） 勻速圓周運動的向心力大小不變，由物體所受到的合外力完全提供，換言之也就是說物體受到的合外力完全充當(dāng)向心力的角色。例如月球圍繞地球做勻速圓周運動，它受到的地球?qū)λ囊褪呛贤饬?，這個合外力正好沿著半徑指向地心，完全用來提供月球圍繞地球做勻速圓周運動的向心力。（2） 在變速圓周運動中，向心力只是物體受到的合外力的沿著半徑方向的一個分量。例如用一根細(xì)線拴一個小球在豎直平面內(nèi)做變速圓周運動，它的受力情況如圖所示，物體受到線的拉力F^和重力mg的作用，其合力分解為兩個分量：向心力和切向力。切向廳不難看出：仰/皿一尊寮必七二咚汕目向心力改變著速度的方向，產(chǎn)生向心加速度；切向力與線速度的方向相同或者相反，改變著線速度的大小使得物體做變速圓周運動。2、從圓周運動的規(guī)律看勻速圓周運動和變速圓周運動，必要點詮釋：（1）勻速圓周運動和變速圓周運動所適用的共同規(guī)律無論是勻速圓周運動還是變速圓周運動向心加速度的大小總是： 歐r（公式中的每一個量都是瞬時量，任何一個時刻或者任何一個位置都可以用公式計算向心加速度。）換一種說法就是在圓周運動中的任何時刻或位置，牛頓運動定律都成立，即蛆.琮］=輜4向=曜一=陽尸］r例如上面的例子，用一根細(xì)線拴一個小球在豎直平面內(nèi)做變速圓周運動，在圖中所示的位置用牛頓第二定律可得：枷wTOC\o"1-5"\h\z瑤=扁—&=明您向= =F切二ragsin6—版％（2）只適用于勻速圓周運動的計算公式：我向"告=財尸F(xiàn)n=的「-=以尸4下尸間 丁】 /因為在勻速圓周運動的過程中各個量大小的平均值和瞬時值是相等的;如果將上式用在變速圓周運動中，計算的結(jié)果僅是一個意義不大的粗略的平均值。知識點四：圓周運動的實例 —1、水平面上的圓周運動，必要點詮釋：（1）圓錐擺運動：小球在細(xì)線的拉力和重力作用下的在水平面上的勻速圓周運動，如圖所示：向心力來源：物體重力和線的拉力的合力，沿著水平方向指向圓心。v22mATplsin&mgtan8—ma-m 二也薄1sm& 力學(xué)方程： 允也目 7問題討論：a.物體加速度與夾角日的關(guān)系：”=泌助8,向心加速度越大時，夾角$越大。

aFb.角速度與夾角，的關(guān)系: VEH，可見角速度越大時，aF夾角'越大。(2)在水平圓盤上隨圓盤一起轉(zhuǎn)動物體向心力的來源：在豎直方向上重力和支持力平衡，物體做圓周運動的向心力由物體所受的靜摩擦力提供。靜摩擦力的方向：當(dāng)物體做勻速圓周運動時，這個靜摩擦力沿著半徑