高中必修第二册《2 向心力》优质课教案下载

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5．理解变速圆周运动中合力的两个分力的效果，知道一般曲线运动的研究方法。

1.向心力

(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的指向 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(01)) 圆心的合力。

(2)方向：始终沿着 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(02)) 半径指向 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(03)) 圆心，与 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(04)) 线速度方向垂直。

(3)作用效果：向心力只改变速度的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(05)) 方向，不改变速度的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(06)) 大小。

(4)向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(07)) 作用效果命名的。

2．向心力的大小

(1)实验探究

控制变量 探究内容 m、r相同，改变ω 探究向心力Fn与 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(08)) 角速度ω的关系 m、ω相同，改变r 探究向心力Fn与 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(09)) 半径r的关系 ω、r相同，改变m 探究向心力Fn与 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(10)) 质量m的关系

(2)公式：Fn＝ eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(11)) mω2r或Fn＝ eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(12)) m eq ﹨f(v2,r) 。

3．变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点

(1)变速圆周运动：做变速圆周运动的物体所受合外力产生两个方面的效果，如图所示。

①跟圆周相切的分力Ft：若与速度同向，则速度越来越大；若与速度反向，则速度 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(13)) 越来越小。

②指向圆心的分力Fn：指向 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(14)) 圆心，提供物体做圆周运动所需的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(15)) 向心力，改变速度的 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(16)) 方向。

(2)一般曲线运动的研究方法

①一般的曲线运动：运动轨迹既不是 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(17)) 直线也不是 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(18)) 圆周的曲线运动。

②研究方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作 eq ﹨o(□,﹨s﹨up3(19)) 圆周运动的一部分。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。

判一判

(1)做匀速圆周运动的物体所受合力不变。(　　)

(2)随水平圆盘一起匀速转动的物体受重力、支持力和向心力作用。(　　)

(3)由公式Fn＝mω2r可知，圆周运动的半径越大，向心力越大。(　　)

提示：(1)×　做匀速圆周运动的物体合力指向圆心，方向时刻改变。

(2)×　向心力是效果力，物体受重力、支持力、圆盘给它的静摩擦力，静摩擦力充当向心力。

(3)×　只有当质量、角速度一定时，向心力才与半径成正比。

想一想