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1、1了解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的。2体验向心力的存在，会分析向心力的来源。3掌握向心力的表达式，会计算简单情景中的向心力。4从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。 知识一：向心力(1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心这个指向圆心的力就叫作向心力(centripetal force)。(2)方向：始终是沿着_指向_。(3)来源：向心力是根据力的作用_命名的。向心力是某个力或者几个力的_提供的。例如，在教材27页“问题”所说的空中飞椅项目中，飞椅与人一起做圆周运动的向心力Fn则是由绳子斜向上方的拉力F和所受重力G的合力提供的。知识二：向心力的大小(1)实验：探究向心力
2、大小的表达式a在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的_进行实验；b在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的_进行实验；c换用不同质量的小物体，在_和半径不变的条件下，重复上述操作。(2)表达式：Fn_。知识三：变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点(1)变速圆周运动的合力变速圆周运动的合力产生两个方向的效果：跟圆周相切的分力Ft：产生_加速度，此加速度描述线速度_变化的快慢；指向圆心的分力Fn：产生_加速度，此加速度描述速度_改变的快慢。(2)一般的曲线运动的处理方法定义：运动轨迹既不是_也不是_的曲线运动。处理方法：一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短
3、的小段，每一小段可看作一小段_，研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理。【答案】1半径圆心 效果合力2(1)半径角速度角速度 (2)m2rm3(1)切向大小向心方向 (2)直线圆周圆弧1(多选)关于向心力的下列说法中正确的是()A向心力不改变做圆周运动物体速度的大小B做匀速圆周运动的物体向心力即为物体受到的合力C做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的D物体由于做圆周运动而产生了一个向心力2如图所示，一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，一个小孩坐在距圆心为r处的P点不动(P未画出)，关于小孩的受力，以下说法正确的是()A小孩在P点不动，因此不受摩擦力的作用B小孩随圆盘做
4、匀速圆周运动，其重力和支持力的合力充当向心力C小孩随圆盘做匀速圆周运动，圆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，小孩在P点受到的摩擦力不变3(多选)如图所示，质量不计的轻质弹性杆插入桌面上的小孔中，杆的另一端固定一质量为m的小球，今使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，角速度为，则下列说法正确的是()A小球所受的合外力大小为m2RB小球所受的合外力大小为mC小球对杆作用力的大小为mD小球对杆作用力的大小为m4如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是()A当转盘匀速转动时，P所受摩擦力方向为
5、cB当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力C当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为aD当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b一、向心力来源问题1如图所示，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点相对圆盘静止。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若使圆盘以较小的转速转动时，小强在P点受到的摩擦力为零C小强随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么其所受摩擦力仍指向圆心二、处理匀速圆周运动的基本方法2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
6、动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：(1)线的拉力F的大小及小球的向心力Fn大小；(2)小球运动的线速度的大小；(3)小球运动的角速度大小及周期。1匀速圆周运动中向心力的方向：方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。2向心力的特点：由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。3向心力的来源(1)向心力是根据力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。(2)当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力。(3)当
7、物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力。4匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变。5圆周运动动力学分析的关键词转化1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向心力不改变物体做圆周运动的速度大小C做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力D做一般曲线运动的物体所受的合力即为向心力2如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是()A重力、支持力B重力、向心力C重力、支持力、指向圆心的摩擦力D重力、支持力、向心力、摩擦力3如图所示，一只
8、老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是()A老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用B老鹰受重力和空气对它的作用力C老鹰受重力和向心力的作用D老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用4“辽宁舰”质量m6106 kg，如图是“辽宁舰”在海上转弯时的照片，假设整个过程中“辽宁舰”做匀速圆周运动，速度大小为20 m/s，圆周运动的半径为1000 m，g取10 m/s2，下列说法中正确的是()A在A点时水对舰的合力指向圆心B在A点时水对舰的合力大小约为6.0107 NC在A点时水对舰的合力大小约为2.4106 ND在A点时水对舰的合力大小为05(多选)上海磁悬浮线路最大转弯处的半
9、径达8 000 m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300 m，一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h速率不变的行驶的车里，随车驶过半径为2500 m的弯道，下列说法正确的是()A乘客受到的向心力大小约为200 NB乘客受到的向心力大小约为539 NC乘客受到的向心力大小约为300 ND弯道半径设计越大可以使乘客在转弯时越舒适6甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同的时间里甲转过60，乙转过45，则它们的向心力大小之比为()A14 B23 C49 D9167如图所示，一水平圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上
10、放一块橡皮，橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大，但橡皮块仍相对圆盘静止，在这段时间内，关于橡皮块所受合力F的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是() 答案与解析即学即练：1【答案】AB【解析】向心力始终与物体速度垂直，它不改变速度大小，只改变速度的方向，A正确；做匀速圆周运动物体的合外力始终指向圆心，提供向心力，B正确；做匀速圆周运动物体的向心力大小不变，方向时刻改变，为变力，C错误；物体因向心力的作用才做匀速圆周运动，D错误。2【答案】C【解析】由于小孩随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能提供向心力，因此小
11、孩会受到静摩擦力的作用，且提供向心力，A、B错误，C正确；由于小孩随圆盘转动半径不变，当圆盘角速度变小，由Fm2r可知，所需向心力变小，在P点受到的静摩擦力变小，D错误。3【答案】AD【解析】小球所受合力提供匀速圆周运动的向心力，即F合mR2，故A正确，B错误；小球受重力和杆对它的作用力F，根据力的合成有F2(mg)2(F合)2，所以Fm，故C错误，D正确。4【答案】A【解析】转盘匀速转动时，物块P所受的重力和支持力平衡，摩擦力提供其做匀速圆周运动的向心力，故摩擦力方向指向圆心O点，A正确，B错误；当转盘加速转动时，物块P做加速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有指向a方向的切向力，
12、使线速度大小增大，故摩擦力可能沿b方向，不可能沿a方向，C错误；当转盘减速转动时，物块P做减速圆周运动，不仅有沿c方向指向圆心的向心力，还有与a方向相反的切向力，使线速度大小减小，故摩擦力可能沿d方向，不可能沿b方向，D错误。一、向心力来源问题1【答案】C【解析】由于小强随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，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；当小强随圆盘一起做变速圆周运动时，合力不再指向圆心，则其所受的摩擦力不再指向圆心，D错。二、处理匀速圆周运动的基本方法2【答案】(1)FFn=mgtan (2)v
13、 (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。(1)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。(2)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(3)小球运动的角速度小球运动的周期T2。1【答案】B【解析】向心力是根据力的作用效果命名的，它不改变速度的大小，只改变速度的方向，A错误，B正确；做匀速圆周运动的物体的向心力始终指向圆心，方向不断变化，是变力，C错误；做一般曲线运动的物体所受的合力通常
14、可分解为切线方向的分力和法线方向的分力，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，D错误。2【答案】C【解析】物体受到重力、支持力、静摩擦力，其中，指向圆心的静摩擦力提供向心力，C正确。3【答案】B【解析】老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，受到重力和空气对它的作用力，合力提供向心力，向心力是效果力，不是老鹰另外受到的力，故B正确，A、C、D错误。4【答案】B【解析】在A点时，水对舰有向上的浮力，大小等于舰的重力，同时有指向圆心方向的水的推力，两个力的合力方向斜向上，A错误；水对舰的合力大小约为F6107 N，B正确，C、D错误。5【答案】AD【解析】360 km/h100 m/s，乘客所受的向心力Fnm200 N，故A正确，B、C错误；根据Fnm知，R越大，向心力越小，车厢对乘客的作用力越小，乘客越舒适，故D正确。6【答案】C【解析】由于m1m212，r1r212，121243，向心力Fmr2，故
