1、高中物理深度剖析向心力和向心加速度 考綱要求考綱要求備注備注 本知識點是高考重點同時也是高頻考 向心力和向心加速 度 1.理解向心力和向心加速度的 特點； 2. 理解向心力公式并能應(yīng)用 點，主要從圓周運動的動力學、能量 角度進行考查，考查的物理情景源于 實際的生活背景，因此構(gòu)建圓周運動 模型，并利用其規(guī)律解決問題，是本 知識點的關(guān)鍵 一、考點突破：一、考點突破： 考點考點 二、重難點提示：二、重難點提示： 重點：重點：向心力公式及其應(yīng)用。 難點：難點：向心力和向心加速度矢量性。 一、向心力一、向心力 1.作用效果：產(chǎn)生向心加速度，只改變速度的方向，不改變速度的大小。 v24 2r 222 2.

2、 大小：Fmmr mmv4mf r。 2rT 3. 方向：總是沿半徑方向指向圓心，時刻在改變，即向心力是一個變力。 4. 來源：向心力可以由一個力提供，也可以由幾個力的合力提供，還可以由一個力的分 力提供。 思考 ：向心力是按效果還是按性質(zhì)命名的力？可以在受力分析時加一個向心力嗎？ 二、二、 項目 定義 運動 特點 向心力 勻速圓周運動 線速度的大小不變的圓周運動 不變 F 向F合 非勻速圓周運動 線速度的大小變化的圓周運動 發(fā)生變化 由 F 合沿半徑方向的分力提供 F 向、a向、v 均大小不變，方向變化， F向、a向、v 大小和方向均發(fā)生變化， 三、離心運動三、離心運動 1. 本質(zhì)：做圓周運

3、動的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向。 2. 受力特點（如圖所示） （1）當 Fmr2時，物體做勻速圓周運動； （2）當 F0 時，物體沿切線方向飛出； （3）當 Fmr2時，物體逐漸向圓心靠近，做向心運動。 思考：思考： 1.物體做離心運動是因為受到離心力的緣故嗎？ 2. 物體做離心運動時是沿半徑方向遠離圓心嗎？ 例題例題 1 1 如圖所示，水平的木板B 托著木塊 A 一起在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，從水 平位置 a 沿逆時針方向運動到最高點b 的過程中（） A. B 對 A 的支持力越來越大 B. B 對 A 的支持力越來越小 C. B 對 A 的摩擦力越來越小 D.

4、 B 對 A 的摩擦力越來越大 思路分析：思路分析：因做勻速圓周運動，所以其向心力大小不變，方向始終指向圓心，故對木塊 A，在 ab 的過程中，豎直方向的分加速度向下且增大，而豎直方向的力是由A 的重力減 去 B 對 A 的支持力提供的，因重力不變，所以支持力越來越小，即A 錯，B 對；在水平方 向上 A 的加速度向左且減小，至b 時減為 0，因水平方向的加速度是由摩擦力提供的，故B 對 A 的摩擦力越來越小，所以C 對，D 錯。 答案：答案：BC 例題例題 2 2 有一種叫“飛椅”的游樂項目， 示意圖如圖所示， 長為 L 的鋼繩一端系著座椅， 另一端固定在半徑為 r 的水平轉(zhuǎn)盤邊緣， 轉(zhuǎn)盤可

5、繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。 當轉(zhuǎn)盤以角速 度勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為 ，不計鋼繩的重力， 求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度 與夾角 的關(guān)系。 思路分析：思路分析：設(shè)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動角速度為 時， 座椅到中心軸的距離 RrLsin 對座椅進行受力分析，有 F 向 mgtan mR2 聯(lián)立兩式，得 g tan r Lsin g tan 答案：答案： r Lsin 【方法提煉】用極限法分析圓周運動的臨界問題【方法提煉】用極限法分析圓周運動的臨界問題 1. 1. 臨界狀態(tài)：臨界狀態(tài)： （1）有些題目中有“剛好”、“恰好”、“正好”等字眼，明顯表明題述 的過程中存在著臨界點； （2）若題目

6、中有“取值范圍”、“多長時間”、“多大距離”等詞語，表明題述的過 程中存在著“起止點”，而這些起止點往往就是臨界狀態(tài)； （3）若題目中有“最大”、“最小”、“至多”、“至少”等字眼，表明題述的過程 中存在著極值，這些極值點也往往是臨界狀態(tài)。 2. 2. 暴漏臨界狀態(tài)的方法：利用極限法暴漏臨界狀態(tài)的方法：利用極限法 就是把條件無限放大或無限縮小后根據(jù)物體狀態(tài)的變化找出臨界條件，關(guān)鍵物理量是就是把條件無限放大或無限縮小后根據(jù)物體狀態(tài)的變化找出臨界條件，關(guān)鍵物理量是 線速度（角速度）線速度（角速度） 。 【滿分訓練】【滿分訓練】 如圖所示， 用一根長為 l1 m 的細線， 一端系一質(zhì)量為 m1 kg

7、 的小球 （可視為質(zhì)點） ， 另一端固定在一光滑錐體頂端，錐面與豎直方向的夾角37，當小球在水平面內(nèi)繞錐體 的軸做勻速圓周運動的角速度為 時， 細線的張力為 FT。（g 取 10 m/s2， 結(jié)果可用根式表示） 求： （1）若要小球離開錐面，則小球的角速度0至少為多大？ （2）若細線與豎直方向的夾角為60，則小球的角速度 為多大？ 思路分析：思路分析： （1）若要小球剛好離開錐面，則小球只受到重力和細線拉力，如圖所示。小 球做勻速圓周運動的軌跡圓在水平面上， 故向心力水平， 在水平方向運用牛頓第二定律及向 心力公式得： mgtan m 0 lsin 2 g lcos g5 即 02rad/s。 lcos2 解得：0 2 （2