1、2.2 向心力 学案（粤教版必修2）1做匀速圆周运动的物体受到的沿半径指向_的力叫向心力，向心力的方向_，和质点的运动方向_，向心力不改变速度的_，只改变速度的_2向心力的表达式F_.3做匀速圆周运动的物体在向心力作用下产生的加速度叫_，其方向指向_，向心加速度只改变速度的_，不改变速度的_，它用来描述线速度方向改变的_4向心加速度的表达式a_r42f2r.5匀速圆周运动中加速度的大小不变而方向时刻在改变，匀速圆周运动是加速度方向不断改变的_6关于向心力，下列说法中正确的是( )A物体由于做圆周运动而产生一个向心力B向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小C做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力D
2、做一般曲线运动的物体的合力即为向心力7如图1所示，图1用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套)做匀速圆周运动，关于小球的受力，下列说法正确的是( )A重力、支持力B重力、支持力、绳子拉力C重力、支持力、绳子拉力和向心力D重力、支持力、向心力8关于匀速圆周运动及向心加速度，下列说法中正确的是( )A匀速圆周运动是一种匀速运动B匀速圆周运动是一种匀速曲线运动C向心加速度描述线速度大小变化的快慢D匀速圆周运动是加速度方向不断改变的变速运动【概念规律练】知识点一 向心力的概念1下列关于向心力的说法中错误的是( )A物体受到向心力的作用才能做圆周运动B向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的作
3、用效果命名的C向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力D向心力不但可以改变物体运动的方向，也可以改变物体运动的快慢2(双选)关于向心力，下列说法正确的是( )A向心力是一种效果力B向心力是一种具有某种性质的力C向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速度的大小D向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小知识点二 向心力的来源3(双选)如图2所示，图2一小球用细绳悬挂于O点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需向心力是( )A绳的拉力B重力和绳拉力的合力C重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力D绳的拉力和重力沿绳方向分
4、力的合力4如图3所示，图3有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为r处的P点不动，关于小强的受力，下列说法正确的是( )A小强在P点不动，因此不受摩擦力作用B小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力C小强随圆盘做匀速圆周运动，盘对他的摩擦力充当向心力D若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力不变知识点三 向心加速度5下列关于向心加速度的说法中，正确的是( )A向心加速度的方向始终与速度的方向垂直B向心加速度的方向始终保持不变C在匀速圆周运动中，向心加速度是恒定的D在匀速圆周运动中，向心加速度的大小不断变化6关于匀速圆周运动的向心加速度，下列说法中正确的是(
5、 )A由于a，所以线速度大的物体向心加速度大B由于a，所以旋转半径大的物体向心加速度小C由于ar2，所以角速度大的物体向心加速度大D以上结论都不正确【方法技巧练】一、向心力大小的计算方法7一只质量为m的老鹰，以速率v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，则空气对老鹰作用力的大小等于( )Am BmCm Dmg8在双人花样滑冰运动中，有时会看到男运动员拉着女运动员离开冰面在空中做圆锥摆运动的精彩的场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为30，重力加速度为g，估算该女运动员( )A受到的拉力为 GB受到的拉力为2GC向心加速度为3gD向心加速度为2g二、匀速圆周运动问题的分析方法
6、9.图4长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图4所示当摆线L与竖直方向的夹角为时，求：(1)线的拉力F；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度及周期参考答案课前预习练1圆心 沿半径指向圆心 垂直 大小 方向2mr2 m3向心加速度 圆心 方向 大小 快慢4. r25变速运动6B 与速度方向垂直的力使物体运动方向发生改变，此力指向圆心命名为向心力，所以向心力不是物体做圆周运动而产生的向心力与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心，方向在不断变化，是个变力做一般
7、曲线运动的物体的合力通常可分解为切向分力和法向分力切线方向的分力提供切向加速度，改变速度的大小；法线方向的分力提供向心加速度，改变速度的方向正确选项为B.7B 向心力是效果力，可以是一个力，也可以是一个力的分力或几个力的合力8D 匀速圆周运动的速度方向时刻改变，是一种变速曲线运动，A、B错；匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻在改变，且加速度的大小描述了做匀速圆周运动的物体线速度方向变化的快慢，故C错，D对课堂探究练1D 向心力是使物体做圆周运动的原因，它可由各种性质力的合力、某一个力或某一个力的分力提供，方向始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心，是根据力的作用效果命名的，只改变线速度的
8、方向，不改变线速度的大小2AD 向心力是按力的作用效果命名的，是一种效果力，所以A选项正确，B选项错误；由于向心力始终沿半径指向圆心，与速度的方向垂直，即向心力对做圆周运动的物体始终不做功，不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，因此C选项错误，D选项正确点评 由于向心力是一种效果力，所以在受力分析时不要加上向心力，它只能由其他性质的力提供3CD 如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳的拉力，向心力由指向圆心O方向的合外力提供，因此，它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向分力的合力，故选C、D.4C 由于小强随圆盘一起做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，
9、而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，A、B错误，C正确；由于小强随圆盘转动的半径不变，当圆盘角速度变小时，由Fnmr2可知，所需向心力变小，故D错误点评 对物体受力分析得到的指向圆心的力提供向心力向心力可以是某个力、可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力在匀速圆周运动中，向心力就是物体所受的指向圆心方向的合外力在变速圆周运动中，物体所受合外力一般不再指向圆心，可沿切线方向和法线方向分解，法线方向的分力就是向心力5A 向心加速度方向始终指向圆心，与速度方向垂直，方向时刻在变化，故选项A正确，B错误；在匀速圆周运动中向心加速度的大小不变，方向时
10、刻变化，故选项C、D错误6D 研究三个物理量之间的关系时，要注意在一个量一定时，研究另两个量的关系，比如a只有在r一定的前提下，才能说速度v越大，加速度a越大7A8B 如图所示F1Fcos 30F2Fsin 30F2G，F1maag，F2G.方法总结 用向心力公式解题的思路与用牛顿第二定律解题的思路相似：(1)明确研究对象，受力分析，画出受力示意图；(2)分析运动情况，确定运动的平面、圆心和半径，明确向心加速度的方向和大小；(3)在向心加速度方向上，求出合力的表达式，根据向心力公式列方程求解9(1)F (2)v(3) T2 解析 做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力mg和绳子的拉力F.因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心O，且是水平方向由平行四边形定则得小球受到的合力大小为mgtan ，线对小球的拉力大小为：F.由牛顿第二定律得：mgtan 由几何关系得rLsin 所以，小球做匀速圆周运动线速度的大小为v小球运动的角速度 小球运动的周期T2 .方法总结 匀速圆周运动问题的分析步骤：(1)明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图(2)将物体所受外力通过力的分解将其分解成为两部分，其中一部分分力沿半径方向(3)列方程：沿半径方向满足F合1mr2m，另一方向F合20.(4)解方程，求出结果