发布时间 : 星期日 文章高中物理必修2学案更新完毕开始阅读b9068356c4da50e2524de518964bcf84b9d52dc8
物理必修2学案 第
4章第2节 向心力与向心加速度
一、向心力及其方向
【教材导读】阅读71-72页 【问题思考】
1． 物体做什么运动取决于物体所受合力与速度的方向关系。当合力为零时物体做何运动？
当合外力与速度在一直线上时物体做何运动？当合外力与速度不在一直线上时物体做何运动？
2． 由迷你实验室的内容你能猜想，物体做圆周运动的原因是什么？
3． 向心力的向心指明了什么？向心力与速度一定垂直，向心力起了什么作用？
4． 如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合力；如果物体做非匀速圆周运动（线
速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合力，你理解这句话吗？
5． 讨论与交流中，你的向心力从哪里来？画出受力图。
【尝试练习】课本作业1、2
1、下列关于向心力的说法正确的是（ ）
A、向心力是物体做匀速圆周运动时产生的一个特殊性质的力
B、做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 C、向心力不改变物体的速度 D、做匀速圆周运动的物体，合外力提供向心力
2． 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是（ ） A．受重力、支持力
B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．重力、支持力、向心力、摩擦力
D．以上均不正确
3.如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做 圆锥摆运动，关于小球受力，正确的是（ ）
A.受重力、拉力、向心力
B.受重力、拉力 C.受重力 D.以上说法都不正确
4.一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体 与筒一起运动相对筒无滑动，如图所示，物体所受向心力是 （ ）
A.物体的重力 B.筒壁对物体的静摩擦力 C.筒壁对物体的弹力 D.物体所受重力与弹力的合力
O O1 m O ω A
二、向心力的大小、向心加速度 【教材导读】阅读课本72－74页 【问题思考】
1． 由72页的迷你实验室内容，你能猜想，向心力与物体的质量、角速度、半径有何关系
吗？
2． 73页的实验与探究是利用控制变量法探究向心力与角速度、半径、能量的关系。实验得
到的结论是向心力与质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。其表达式为：F＝mrω2，那么，向心力与线速度v，周期T、频率f，转速n的关系式怎样？自己推导出来。
3． 由牛顿第二定律可得到向心加速度大小的表达式a=ω2r或a=Υ2/r，根据两式，向心加
速度a与半径r是成正比还是成反比？
4． 为什么说圆心运动是变速运动？是非匀变速运动？
5． 向心力和向心加速度公式不仅运用于匀速圆运动，而且适用于非匀速圆周运动，知道这
是为什么吗？
【尝试练习】课本作业3、4、5
1.关于向心加速度说法正确的是（ ）
A、它是描述物体运动快慢的物理量 B、它是描述向心力变化快慢的物理量 C、它是描述速度方向变化快慢的物理量 D、它是描述速度大小变化快慢的物理量 2.向心力、向心加速度和半径的关系说法正确的有（ ）
2
A、由公式F=mωr可知在m和ω一定的情况下，向心力和半径成正比
2
B、由公式F=mv/r可知向心力和半径成反比
2
C、由公式a=ωr可知向心加速度和半径成正比
2
D、由公式a=v/r可知向心加速度和半径成反比
3．做匀速圆周运动的物体，当质量增大到2倍，周期减小到一半时，其向心力大小是原来的 倍，当质量不变，线速度大小不变，角速度大小增大到2倍时，其向心力大小是原来的 倍。 4．一物体在水平面内沿半径 R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度V=0.2m/s，那么，
2
它的向心加速度为 m/s，它的角速度为 rad/s，它的周期为 s。
5．一个2.0kg的物体在半径是1.6m的圆周上以4m/s的速率运动，向心加速度多大？所需向心力多大？
6.质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当杆在光滑水平面上绕O点匀速转动时，如图（3）所示，求杆的OA段及AB段对球的拉力之比。
物理必修2学案 第
4章第3节 向心力的实例分析
一、转弯时的向心力实例分析 【教材导读】阅读76-77页 【问题思考】
1． 铁路和公路的转弯处都是外高内低，知道这是为什么吗？
2． 图4-20受力分析的目的是什么？
3． 由车转弯的实例归纳解圆周运动问题的思路。 【尝试练习】课本作业1、2、3、4 1．有A、B、C三个相同材料制成的物体放在水平转台上，它们的质量之比为3:2:1，它们与转轴之间的距离为1:2:3。当转台以一定的角速度旋转时，它们均无滑动，它们受到的静摩擦力分别为fA、fB、fC，比较这些力可得（ ） A．fA 4． 若游乐场里的过山车的环形轨道的半径为R，到达山车应从多高的滑梯上滑下才能安全 运行？ 5． 用长为L的细绳拉一质量为m的一小球，在竖直面内做圆周运动，小球在最低点的最 小速度为多少？绳的拉力为多少？ 【尝试练习】课本作业5、6 1．如图9所示，用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里，当车厢突然制 动时（ ） A．线的张力不变； B．线的张力突然减小； C．线的张力突然增大； D．线的张力如何变化无法判断。 图92．长L=0.5m的轻杆，一端固定于O点，另一端连有质量m=3kg的小球，绕O点在竖直面内作圆周运动，当它通过最高点时小球的速率为V=2m/s，此时杆受到（ ） A．6N的拉力 B．6N的压力 C．24 N的拉力 D．24 N的压力 3．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动，圆半径为R，小 球经过轨道最高点时刚好不脱离圆轨道，则其通过最高点时（ ） R A．小球对圆轨道的压力大于等于mg 0 B．小球受到的向心力等于重力mg C．小球的线速度大于等于gR D．小球的向心加速度大于等于g 4．如图所示没有支撑的小球，如细绳约束(图甲)、外侧轨道约束（图乙）下， 在竖直面内做圆周运动能过最高点的最小速度是多少？若小球的速度大于临界速度绳或轨 道对小球的弹力发生怎样的变化？若小球的速度小于临界速度又会出现什么情况？（设小球的质量为m，绳长、轨道半径均为R） R R O O 甲 乙 5．如图所示轻杆约束下，在竖直面内做圆周运动过最高点时的情况。 （1）临界条件：由于杆的支撑作用，小球恰能到达最高点的临界速度_________。 （2）小球在最高点，轻杆对小球的弹力情况： ①当V=0时，轻杆对小球有竖直_____的支持力，F=_____。 杆 V2O ②当V=gR 时，mg = m ，F=_______。 R③当0?V?gR 时，杆对小球有竖直______的支持力F，且随V增大F将如何变化？ ④当V?gR 时，杆对小球有指向圆心的拉力F，且随V增大F将如何变化？ 6．如图所示小球在竖直面内做圆周运动过最高点时，光滑硬管对小球的弹力情况。 ①当V=0时，管的内壁下侧对小球有竖直_____的支持力，FN=______。 ②当V=gR 时，FN=______。 ③当0?V?gR 时，管的内壁下侧对小球有竖直_____的支持力，大小随V增大而______取值范围是______________。 ④当V>gR 时，管的内壁上侧对小球有竖直_______的压力，大小随V增大而______。 7．绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长为L=60cm,求：（1）最高点水不流出的最小速率；（2）水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力。