第二章第二節(jié)向心力

第二章第二節(jié)理解教材新知把握熱點考向應(yīng)用創(chuàng)新演練知識點一知識點二考向一考向二晨背關(guān)鍵語句知識點三考向三感受向心力1．向心力做勻速圓周運(yùn)動的物體受到與速度方向不在同一直線上的合力作用，這個力總是沿著半徑指向

，叫做向心力。

2．向心力大小

F＝

或F＝

。

3．向心力的特點

(1)向心力的方向沿半徑指向圓心和質(zhì)點運(yùn)動的方向

。

(2)向心力不改變質(zhì)點速度的

，只改變速度的

。圓心mω2r垂直大小方向2．向心力是效果力向心力因其方向時刻指向圓心而得名，故它為效果力。向心力的作用效果是只改變速度方向，不改變速度大小。它不是具有特定性質(zhì)的某種力，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力。受力分析時不分析向心力。3．向心力的來源(1)在勻速圓周運(yùn)動中合外力一定是向心力；非勻速圓周運(yùn)動中，合外力沿半徑方向的分力提供向心力。(2)實例分析：實例向心力來源圖示小球在細(xì)繩的牽引下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動彈力(繩子的拉力)物體隨轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動摩擦力實例向心力來源圖示小球沿球面通過最高點合力小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動通過A點分力4．向心力是變力向心力的方向指向圓心，與線速度方向垂直，方向時刻在改變，故向心力為變力。所以無論是勻速圓周運(yùn)動還是變速圓周運(yùn)動，其運(yùn)動性質(zhì)都是變加速曲線運(yùn)動。1．下面關(guān)于向心力的敘述中錯誤的是 (

)A．向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個變力B．做勻速圓周運(yùn)動的物體，除了受到別的物體對它的作用外，還一定受到一個向心力的作用C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力，也可以是這些力中某幾個力的合力，或者是某一個力的分力D．向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小解析：向心力是矢量，方向不斷變化，因此是變力，A正確；勻速圓周運(yùn)動的向心力是物體受到的合力，并不是單獨存在的力，因此B錯誤，C正確；向心力的方向與速度方向垂直，不改變速度大小，只改變速度方向，D正確。答案：B向心加速度1．定義向心力產(chǎn)生的指向

的加速度叫做向心加速度。2．大小a＝

或a＝

。圓心ω2r2．下列關(guān)于向心加速度的說法中正確的是 (

)A．向心加速度越大，物體速率變化越快B．向心加速度的大小與轉(zhuǎn)動半徑成反比C．向心加速度的方向始終與速度方向垂直D．在勻速圓周運(yùn)動中，向心加速度是恒量答案：C生活中的向心力1．汽車轉(zhuǎn)彎(1)水平公路：靠車輪與路面間的

提供向心力。(2)內(nèi)低、外高的傾斜路面：速度一定時，由

和

的合力提供向心力。2．汽車過橋汽車通過凸形橋最高點或凹形橋最低點：

和

的合力提供向心力。靜摩擦力重力支持力重力支持力3．游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點處獲得的向心加速度達(dá)到20m/s2，g取10m/s2，那么此位置座椅對游客的作用力相當(dāng)于游客重力的 (

)A．1倍B．2倍C．3倍

D．4倍解析：游客在最低點做圓周運(yùn)動，座椅的支持力N和游客所受重力的合力提供向心力，則N－mg＝ma。即N＝mg＋ma＝mg＋20m＝3mg。故C正確。答案：C 對向心力的理解

[例1]

如圖2－2－5所示，一圓盤可繞通過圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動。在圓盤上放置一小木塊A，它隨圓盤一起運(yùn)動——做勻速圓周運(yùn)動。則關(guān)于木塊A的受力，下列說法正確的是 (

)A．木塊A受重力、支持力、靜摩擦力和向心力

B．木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相反C．木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向指向圓心D．木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運(yùn)動方向相同[思路點撥]向心力的來源：可由某一個力或某一個力的分力或n個力的合力提供，其方向一定指向圓心。[解析]

由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以它在豎直方向上受重力和支持力作用而平衡。而木塊在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，其所需向心力由靜摩擦力提供，且靜摩擦力的方向指向圓心O。[答案]

C[借題發(fā)揮](1)向心力是按力的作用效果命名的力，不是物體實際受到的性質(zhì)力，它是由物體所受的力來提供的。在勻速圓周運(yùn)動中，向心力是物體所受的合力。(2)向心力是變力，它的方向始終指向圓心，始終與速度v垂直。1．現(xiàn)在有一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施，如圖2－2－6所示，“魔盤”轉(zhuǎn)動很慢時，盤上的人都可以隨盤一起轉(zhuǎn)動而不至于被甩開。當(dāng)盤的轉(zhuǎn)速逐漸增大時，盤上的人便逐漸向邊緣滑去，離轉(zhuǎn)動中心越遠(yuǎn)的人，這種滑動的趨勢越厲害。設(shè)“魔盤”轉(zhuǎn)速為6r/min，一個體重為30kg的小孩坐在距離軸心1m處隨盤一起轉(zhuǎn)動(沒有滑動)。則這個小孩受到的向心力為多大？這個向心力是由什么力提供的？答案：11.8N向心力由靜摩擦力提供[例2]

(雙選)關(guān)于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，已知北京的地理緯度比廣州高，下列說法中正確的是(

)A．它們的方向都是沿半徑指向地心B．它們的方向都在平行于赤道的平面內(nèi)指向地軸C．北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D．北京的向心加速度比廣州的向心加速度小對向心加速度的理解[解析]如圖所示，地球表面各點的向心加速度方向都在平行于赤道的平面內(nèi)指向地軸，B正確，A錯誤；兩地隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，但北京比廣州緯度大，半徑小，由a＝rω2可知，北京隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度比廣州的小，D正確，C錯誤。[答案]

BD答案：BD圓周運(yùn)動規(guī)律的應(yīng)用[例3]如圖2－2－8所示，長為R的輕質(zhì)桿(質(zhì)量不計)，一端系一質(zhì)量為m的小球(球大小不計)，繞桿的另一端O在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，若小球過最低點時，桿對球的拉力大小為1.5mg，求：(1)小球過最低點時的線速度大小；(2)小球通過最高點時，桿對球的作用力的大?。?3)小球以多大的線速度運(yùn)動，通過最高處時桿對球不施力=123[思路點撥]