1、第五章 曲線運動,第六節向心力,學習目標 1理解向心力是一種效果力，其效果是產 生向 心加 速度，方向總是指向圓心 2知道向心力大小與哪些因素有關，并能用來進行計算 3知道在變速圓周運動中向心力為合力沿半徑方向的分力,一、向心力 1定義：做圓周運動的物體所受到的_方向的合力叫向心力 2方向：始終沿_指向_ 4效果力：向心力是根據力的_來命名的，凡是產生向心加速度的力，不管屬于哪種性質，都是向心力,指向圓心,半徑,圓心,作用效果,判一判1.(1) 做 勻 速 圓 周 運 動 的 物 體 的 向 心 力是 恒 力() (2)向心力和重力、彈力一樣，是性質力() (3)向心力可以是物體受到的某一個力

2、，也可以是物 體受到的合力() 提示：(1)(2)(3),二、變速圓周運動和一般的曲線運動 1變速圓周運動 變速圓周運動所受合外力一般不等于向心力，合外力一般產生兩個方向的效果 (1)合外力F跟圓周相切的分力Ft，只產生_加速度，描述線速度_的快慢 (2)合外力F指向圓心的分力Fn，只產生向心加速度，描述線速度_的快慢,切向,大小變化,方向變化,2一般的曲線運動的處理方法 一般的曲線運動，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段可看做一小段_研究質點在每一小段的運動時，可以采用_的分析方法進行處理 判一判2.(1)變速圓周運動的向心力并不指向圓心() (2)變速圓周運動的向心力大小改變() (

3、3)做 變 速 圓 周 運 動 的 物 體 所 受 合力 的大 小和 方向 都改變() 提示：(1)(2)(3),圓弧,圓周運動,對向心力的理解,2方向：無論是否為勻速圓周運動，其向心力總是沿著半徑指向圓心，方向時刻改變，故向心力是變力 3向心力的作用效果：由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運動方向始終垂直，故向心力不 改變速度 的大小，只改變速度的方向 4向心力的來源 物體做圓周運動時，向心力由物體所 受力 中沿半徑方向的力提供幾種常見的實例如下：,若線的拉力為零,球的重力提供向心力，FG,線的拉力提供向心力,FFT,轉盤對物體的靜摩擦力提供向心力，FFf,重力和細線的拉力的合力提供向心力

4、,FF合,(2014撫順高一檢測)如圖,小物體m與圓盤保持相對靜止,隨盤一起做勻速圓周運動,則物體的受力情況是() A受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用 B摩擦力的方向始終指向圓心O C重力和支持力是一對平衡力 D摩擦力是使物體做勻速圓周運動的向心力 思路點撥(1)向心力是效果力,受力分析時不考慮向心力. (2)向心力的方向始終指向圓心,BCD,解析物體隨水平圓盤做勻速圓周運動時，受到重力G和圓盤對它的支持力FN，是一對平衡力,不能提供向心力，因此充當向心力的只能是圓盤對物體的靜摩擦力，方向指 向圓心,故B、C、D正確A選項中多加了一個向心力，應 明 確 這里的向心力就是靜摩擦力，故A錯誤

5、,1(2014安慶高一檢測)在水平面上，小猴拉著小滑塊做勻速圓周運動，O點為圓心，能正確地表示小滑塊受到的牽引力及摩擦力Ff的圖是(),A,解析：滑動摩擦力的方向與相對運動 的方向 相反，故滑 動摩擦力的方向沿圓周的切線方向，B、D錯誤；小滑塊 做勻速圓周運動，其合外力提供向心力，故A正確，C錯誤,勻速圓周運動的處理方法,1分析思路 凡是做勻速圓周運動的物體一定需要向心力，而 物 體所受外力的合力充當向心力，這是處理該類問題的理論基礎 2解題步驟 (1)明確研究對象，分析運動情況，確定運動的平 面、圓心和半徑； (2)受力分析，畫出受力示意圖；,(3)將物體所受外力通過力的正交分解將其分解在

6、兩個方向上,其中一個方向沿半徑指向圓心；,(2014新余高一檢測)一根長為L2.5 m的輕繩兩端分別固定在一根豎直棒上的A、B兩點，一個 質 量 為m0.6 kg的光滑小圓環套在繩子上，當豎直棒以一定的角速 度轉動時,圓環以B為圓心在水平面上做勻速 圓周運動，(37，g10 m/s2)則： (1)此時輕繩上的張力大小等于多少？ (2)豎直棒轉動的角速度為多大？,思路探究(1)環兩側的繩對環的拉力有何關系？ (2)圓周運動的半徑與繩總長有何關系？ (3)環在豎直方向的合力為多少？,規律總結 (1)在解決勻速圓周運動的過程中，確定物體圓周軌道所在的平面，明確圓心和半徑是解題的一個關鍵環節 (2)列

7、方程時要區分受到的力和物體做圓周運動所需的向心力,利用題目條件靈活運用向心力表達式,C,解析：當小物體轉動到最低點時為臨界點，由牛頓 第 二定律知，mgcos 30mgsin 30m2r 解得1.0 rad/s 故選項C正確,變速圓周運動的分析,1做變速圓周運動的物體的受力特點,物體做加速圓周運動時，合外力方向與速 度方向的夾 角小于90，此時把F分解為兩個互 相垂 直的分力，跟圓 周相切的分力Ft和指向圓心方向的分力Fn，如圖所示，其中Ft只改變v的大小，使v增大，Fn只改變v的方向，Fn產生的加 速度就是向心加速度同理,F與v的夾角大于90時，Ft使v減 小,Fn改變v的方向,2兩種圓周運

8、動的比較,v、an、Fn大小不變、方向變，、T、n不變,v、an、Fn、均變化,合力等于向心力,合力沿半徑方向 的分力,有,不一定有,合外力大小不變，方向始終與速度方向垂直,合外力變化、方向與速度方向不垂直,都是非勻變速曲線運動,如圖所示，一質量為m的木塊從光滑的半球形的碗邊開始下滑，在木塊下滑過程中() A它的加速度方向指向球心 B它所受合力就是向心力 C它所受向心力不斷增大 D它對碗的壓力不斷減小,C,規律總結 非勻速圓周運動的向心力是由物體所受外力沿半徑方向的分力提供的，求解非勻速圓周運動問題，前提是正確地對物體進行受力分析,3. 如圖所示，汽車減速經過水平彎路(可 看做圓形軌道的一部分

9、)，關于汽車向心 力及合外力的分析正確的是() A汽車拐彎時向心力由汽車方向盤來提供 B汽車拐彎時向心力由地面來提供，與線速度方向相反 C汽車拐彎時所受合外力指向圓心方向 D汽車拐彎時所受合外力可能指向如圖虛線方向,D,解析：汽車拐彎時向心力由地面摩擦力來提供，方向與線速度方向垂直,由于減速拐彎, 所以合 外力 沿v的反方 向有分力,合外力方向可能指向 題圖所 示的虛線方向，A、B、C錯誤，D正確,規范答題水平圓周運動中的臨界問題 范例(11分)如圖所示，細繩一端系著質量 為M0.6 kg的物體，靜止在水平面上另一 端通過光滑小孔O吊著質量m0.3 kg的物體, M的中點與圓孔距離為0.2 m，已知M和水平面的最大靜摩擦力為2 N現使此平面繞中心軸轉動問角速度在什么范圍內m處于靜止狀態？(g取10 m/s2),答案2.9 rad/s6.5 rad/s,名師點評關于水平面內勻速圓周運動的 臨界問題，要特別注意分析物體做圓周運動的向心力來源，考慮達到臨界條件時物體所處的狀態，即臨界速度、臨界角速度，然后分析該狀態下物體的受力特點