2019-2020年高中物理必修2向心加速度教材分析

2019-2020年高中物理必修2向心加速度教材分析（一）圆周运动需要向心力和向心加速度1.圆周运动是变速运动.物体做圆周运动时，由于运动方向在不断地改变，所以是变速曲线运动.2.圆周运动需要向心力和

2019-2020年高中物理必修2向心加速度教材分析 （一）圆周运动需要向心力和向心加速度 1.圆周运动是变速运动. 物体做圆周运动时，由于运动方向在不断地改变，所以是变速曲线运动. 2.圆周运动需要向心力和向心加速度. a.因为是变速运动，就必然存在加速度.因此物体受合外力必不为零. b.物体做曲线运动的条件是：合外力与初速度不在同一直线上，即加速度与初速度不共 线. 当物体做匀速圆周运动时，合外力的方向指向圆心，加速度的方向也指向圆心，并且与 线速度垂直. 当物体做变速圆周运动时，合外力的方向不指向圆心，但是有指向圆心的分力，存在指 向圆心的分加速度. 思考：地球绕太阳做（近似的）匀速圆周运动.地球受到什么力的作用？这个力可能沿什 么方向（图6－6－1）？ 图6－6－1 地球受到了太阳的引力作用.可以设想：如果没有太阳引力，地球将沿圆轨道的切线方向 飞出去，做匀速直线运动.因此是引力在改变地球的速度.同时，地球线速度大小不变，说明 引力只改变速度方向.我们知道，只有当引力与速度垂直时，在速度方向上引力的分力才等于 零，不会改变速度的大小（如图6－6－2）.这时，引力只改变速度的方向.因此，引力沿着 半径的方向指向圆心. 图6－6－2 思考：光滑桌面上一个小球由于细线的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动.小球受几 个力的作用？这几个力的合力沿什么方向（图6－6－3）？ 图6－6－3 小球受到重力、桌面支持力和绳的拉力.其中，重力、支持力在竖直方向上相互抵消.因 此，合力就等于绳的拉力.显然，拉力的方向沿着绳指向图钉，即沿半径方向指向圆心.可见， 拉力的方向与速度方向（沿圆的切线方向）相互垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大 小.正是拉力的作用使小球做匀速圆周运动. （二）速度变化量 1.速度变化量是指运动的物体在一段时间内的末速度与初速度之差. 2.速度变化量是矢量.因为速度是矢量，有大小，有方向，故末速度与初速度之差也有大 v 小和方向.例如，小球向正东做直线运动，初速度为= 1 v 5m/s，10 s后末速度变为=10 m/s，方向向西.取向东为正方向，则有： 2 vvv Δ=－=（－10 m/s）－5 m/s=－15 m/s 21 即速度变化量的大小为15 m/s，它的方向是向西. 3.用矢量图表示速度变化量 （1）作法： vvv 从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量和，从初速度矢量的末端作一 121 vvv 个矢量Δ至末速度矢量的末端，所作的矢量Δ就等于速度的变化量. 2 （2）直线运动中的速度变化量：