新教材同步系列 高中物理第二章圆周运动第二节向心力与向心加速度课件粤教版必修第二册.pptxVIP

第二章圆周运动;学习目标;知识导图;课前·自主预习;1．定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向______，这个指向圆心的力叫作________．

2．方向：始终沿半径的方向指向________．

3．效果：只改变____________，向心力是根据________________命名的．

4．来源：由________或者____________提供，还可以由某个力的分力来提供．;

做匀速圆周运动的向心力是恒力吗？物体由于做匀速圆周运动而产生向心力吗？

【答案】匀速圆周运动的向心力方向指向圆心，不断变化，不是恒力．是向心力使得物体做圆周运动，而不是做圆周运动产生向心力．;1．决定因素：向心力大小由物体质量、角速度(或线速度)、轨道半径三个因素决定．

2．表达式：(1)F＝________；

(2)F＝__________．

;(2023年广州广雅中学期末)小明同学乘坐高铁分别以不同速率v1、v2通过同一水平圆弧形弯道，且v1v2．若小明所需向心力的大小分别为F1、F2，则 ()

A．F1F2 B．F1＝F2

C．F1F2 D．F1、F2的大小关系无法确定

【答案】C;匀速圆周运动的加速度方向

1．定义：匀速圆周运动的加速度叫作_______________．

2．方向：匀速圆周运动的加速度总是指向

_______，与向心力的方向________．

;

匀速圆周运动的向心加速度与线速度的方向有什么关系？

【答案】始终互相垂直．;匀速圆周运动的加速度大小;关于向心加速度，下列说法正确的是 ()

A．向心加速度是描述线速度大小变化快慢的物理量

B．向心加速度始终与线速度的方向垂直

C．向心加速度时刻指向圆心，方向不变;课堂·重难探究;1．向心力演示器

如图所示，转动手柄1，可使变速塔轮2和塔轮3以及长槽4和短槽5随之匀速转动．皮带分别套在塔轮2和塔轮3的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8，标尺8上露出的红白相间等分格子的多少可以显示出两个球所受向心力的大小．

;2．实验过程

(1)保持ω和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与质量m之间的关系(如图甲所示)，记录实验数??．

(2)保持m和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与角速度ω之间的关系(如图乙所示)，记录实验数据．

(3)保持ω和m相同，研究小球做圆周运动所需向心力F与半径r之间的关系(如图丙所示)，记录实验数据．

;例1(2023年江门名校月考)用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关．

(1)本实验采用的科学方法是______．

A．控制变量法 B．累积法

C．微元法 D．放大法

(2)在研究向心力大小F与质量m关系

时，要保持______相同．

A．ω和r B．ω和m

C．m和r D．m和F;(3)图中所示，两个钢球质量和半径相等，则是在研究向心力F的大小与______的关系．

A．质量mB．半径rC．角速度ω

【答案】(1)A(2)A(3)C

【解析】(1)在这两个装置中，控制半径、角速度不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故采用的是控制变量法．故选A．

(2)根据F＝mω2r可知在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持ω和r相同．故选A．;(3)两边圆盘是通过皮带连起来的，边缘线速度相等，但是两个轮半径不等，导致两个轮的角速度ω不等，钢球质量m相等，同时两个小球绕轴做圆周运动的半径r是相同的，根据公式F＝mω2r来研究向心力与角速度ω之间的关系，选C．

;变式1用如图所示的装置可以探究物体做匀速圆周运动需要的向心力大小与哪些因素有关．

(1)图示情境正在探究的是________

A．向心力的大小与半径的关系

B．向心力的大小与线速度大小的关系

C．向心力的大小与角速度大小的关系

D．向心力的大小与物体质量的关系

;(2)通过本实验可以得到的结果是________

A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比

B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比

C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比

D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比．

【答案】(1)D(2)C;【解析】(1)控制半径、角速度不变，只改变质量来研究向心力与质量之间的关系，故选D．

(2)通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故选C．

;1．向心力的作用效果

改变线速度的方向．由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速