《人教版（2019）高中物理必修第二册》6.2向心力（知识小站+例题精析+课堂练兵） 讲义

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高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测
第六章 抛体运动
6.2 向心力
知识点 1：向心力
1.向心力的定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，我们把这个指向圆心
的合力称为向心力。
2.向心力的大小
① 向心力与角速度的关系： 。
② 向心力与线速度的关系： 。
③
3.向心力的方向：始终指向圆心，与线速度的方向垂直，方向时刻发生着变化。
4.向心力只改变物体速度的方向，不改变速度的大小。
5.向心力的来源及确定方法
① 向心力的来源：向心力是按力的作用效果来命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等 ，
也可以是几个力的合力或某几个力的分力。
② 向心力的确定
首先确定圆周运动的轨道所在的平面；然后找出轨道圆心的位置，再分析所作圆周运
动的物体所受的力，最后找出这些力指向圆心的合力就是向心力。
知识点 2：变速圆周运动和一般的曲线运动
1.变速圆周运动
① 做变速圆周运动的物体所受的合力，并不指向圆心，可以分解为和圆周相切的分力
1
和指向圆心的分力。
② 当合力 F的方向与速度的方向的夹角小于 90⁰ 时，物体做加速度圆周运动。
③ 当合力 的方向与速度的方向的夹角大于 90⁰ 时，物体做减速圆周运动。
例1.已知太阳的质量为 M，一个绕它做匀速圆周运动的行星的轨道半径为 r，周期是 T，万有引力
常量为 G。试用两种方法求出行星在轨道上运行的向心加速度。
【解析】 解：方法一：由匀速圆周运动规律根据向心力求得向心加速度为：
an=( 2 π
T)
2
r=4 π2
T2r
设行星质量为 m，那么行星受到的万有引力为
F=GMm
r2
，根据万有引力提供向心力得向心加速
度为
an=F
m=GM
r2
例2.在光滑水平转台上开有一光滑小孔 O，一根轻绳穿过小孔，一端拴一质量为
0.1 kg
的物体
A，另一端连接质量为
1 kg
的物体 B，如图所示，已知 O与A物间的距离为
25 cm
，开始时 B物
与水平地面接触，设转台旋转过程中小物体 A始终随它一起运动。
¿
g取10m/s2)问：要使物体 B
开始脱离地面，则转台旋转的角速度至少为多大？
【解析】 解：当物体开始脱离地面时，B对地面的压力为 0，此时绳子的拉力为 T=mBg=10N
又因为 T=mAω2r
解得物体 A此时的角速度至少为 ω=20rad/s
1.如图所示，一质量为 m、电荷量为+q 的带电粒子，在纸面内绕电荷量为-Q 的点电荷做半径为 R的
匀速圆周运动。某时刻撤去-Q，同时加一垂直纸面向里的匀强磁场，粒子仍可做半径为 R的匀速圆
周运动。已知静电力常量为 k，则（ÙÙ ）
2
A. 粒子的速度大小为
ÙÙÙÙÙÙ B. 磁场的磁感应强度大小为
√
kQm
q R3
C. 粒子的周期为
2π
√
mR
kQq
ÙÙÙÙÙÙÙÙ ÙÙD. 轨迹上的电场强度与磁感应强度大小之比
为
√
mR
kQq
2.精彩的杂技表演总是受到广大观众的欢迎．如图所示，两条丝带上端拴在天花板上，下端被男演
员缠绕在手臂上，女演员搂着男演员的脖子，两人一起在水平面内做匀速圆周运动（第一次）．第
二次一起做圆周运动时，丝带的长度更短而丝带与竖直方向的夹角仍不变．下列说法中正确的是(
)
A. 匀速转动的过程中男演员对女演员的作用力方向竖直向上ÙÙÙÙÙ
B. 两次丝带对男演员的拉力大小相等
C. 他们第二次做圆周运动的线速度更大ÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙ
ÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙÙ
D. 他们第二次做圆周运动的周期更大
3.质量为
m
的飞机以速率
v
在水平面内做半径为
R
的匀速圆周运动，如图所示，则空气对飞机
的作用力大小为（ÙÙ ）
3
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