河南省安陽縣第二高級(jí)中學(xué)高考物理復(fù)習(xí) 向心力學(xué)案.doc

河南省安陽縣第二高級(jí)中學(xué)2014年高考物理復(fù)習(xí) 向心力學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道向心加速度的物理意義、方向和大小；2.知道什么是向心力，知道向心力是根據(jù)作用效果命名的力3.知道影響向心力大小的因素。理解向心力的計(jì)算公式，并能用來進(jìn)行計(jì)算向心力；4.了解變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)及一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法；【重點(diǎn)難點(diǎn)】1.向心力的大小和方向2.向心力來源的判斷3.一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法【課前預(yù)習(xí)】一 向心加速度和向心力（一）向心加速度1.概念：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，加速度的方向指向 ，這個(gè)加速度叫向心加速度；2.物理意義：向心加速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)線速度方向變化 的物理量；3.大小： = = = ;(二)向心力1.概念：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受外力的合力的方向總指向 ，這個(gè)合力叫向心力；向心力是產(chǎn)生 的原因。2.向心力的方向：向心力總指向 ，與物體的線速度方向 。3.向心力的作用效果：向心力只改變速度的 ，不改變速度的 。4.向心力的大?。焊鶕?jù)牛頓第二定律，向心力f= 或f= = = 二變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)（一）變速圓周運(yùn)動(dòng)1.概念：物體沿圓周運(yùn)動(dòng)，速度方向不斷改變，同時(shí)速度大小也不斷改變，這樣的圓周運(yùn)動(dòng)叫變速圓周運(yùn)動(dòng)。2.受力特點(diǎn)：物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受外力的合力 （“指向”或“不指向”）圓心。此時(shí)可以將合力沿著半徑方向（法向）和垂直于半徑（切向）的方向分解，沿半徑方向的分力fn就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，它可以改變物體速度的 ；而沿著圓周切線方向的分力ft用來改變物體速度的 ；【課堂互動(dòng)】一向心加速度的計(jì)算例題1：如圖，三個(gè)輪子的半徑之比r1:r2:r3=1:2:3，a、b、c分別為三輪邊沿上的三點(diǎn)，則他們的線速度之比 ；角速度之比 ；向心加速度之比 ；練習(xí)1：在地球表面北緯30度和北緯45度兩地分別有a、b兩物體，他們隨地球自轉(zhuǎn)時(shí)的向心加速度之比為 ；二向心力的來源分析物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，向心力總是指向圓心的，在分析向心力來源時(shí)，首先要分析物體的受力情況，將各個(gè)力沿運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑方向和垂直于半徑方向正交分解，沿運(yùn)動(dòng)軌跡半徑方向的各個(gè)力的合力就是其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。例題1：分析下列做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，向心力由那些力提供（1）如圖1，一小球在細(xì)線的牽引下，在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 圖1 圖2 圖3（2）如圖2所示，小木塊與圓盤無相對(duì)滑動(dòng)，一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，試分析小木塊的受力情況。（3）如圖3，洗衣機(jī)脫水桶中，附著在桶壁上的衣物隨筒一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。（4）如圖4，細(xì)線懸掛一小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（5）如圖5，小球在光滑漏斗內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（6）如圖6，光滑的鐵絲圈上套一個(gè)小球，鐵絲圈繞一根豎直直徑勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。分析小球受力，指明向心力的來源。 圖4 圖5 圖6二.向心力的計(jì)算例題:2：長0.40m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量為0.2kg的小球，在光滑水平面上繞繩的另一端做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)的角速度為5.0rad/s，求：（1）繩對(duì)小球拉力？（2）若細(xì)繩能承受的最大拉力為5n，則小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度最大值不能超過多少？例題3：已知：汽車的質(zhì)量為1噸，汽車輪胎與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.8，汽車在一個(gè)半徑為20m的水平彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，要保證安全，汽車行駛的速度最大為多少？（g=10m/s2,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）根據(jù)以上結(jié)果討論：（1）汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)的最大限速取決于哪些因素？（2）在雨雪天氣下，要保證行車安全，應(yīng)采取什么措施？【課后練習(xí)】1. 如圖所示，小物體a與圓盤保持相對(duì)靜止，跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則a的受力情況是a、受重力、支持力b、受重力、支持力和指向圓心的摩擦力c、重力、支持力、向心力、摩擦力d、以上均不正確2. 在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，下列物理量不變的是a向心加速度 b線速度 c向心力 d角速度3. 關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期大小，下列判斷正確的是 a若線速度越大，則周期一定越小 b若角速度越大，則周期一定越小 c若半徑越大，則周期一定越大 d若向心加速度越大，則周期一定越大4. 甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為12，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為12，在相同時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60角，乙轉(zhuǎn)過45角。則它們的向心力之比為（ ）a14 b23 c49 d9165.一個(gè)半徑為r=0.3m的飛輪，轉(zhuǎn)速為100r/s，則輪邊沿上各點(diǎn)的向心加速度為 m/s2;6.自行車后輪的半徑為70cm，自行車行駛的速度為6m/s,輻條上距離自行車后輪軸為40cm的一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為 m/s2.7. 如圖，