专题4水平面内的圆周运动（教师版）一、目标要求目标要求重、难点向心力的来源分析重难点水平面内的圆周运动重难点火车转弯模型难点二、知识点解析1．向心力的基本概念由前面的学习我们知道，物体做圆周运动时会有一个指向圆心的向心加速度，根据牛顿第二定律，力是产生加速度的原因，所以物体想要做圆周运动一定会需要一个指向圆心的力(合力)，这个力(合力)叫做向心力．方向：总是沿着半径指向圆心，方向始终与速度方向垂直，故向心力产生的加速度会改变物体的运动方向，不会改变速度的大小．大小：匀速圆周运动的加速度我们已经知道．，根据牛顿第二定律，可以得到向心力的大小，可见向心力的大小跟物体的质量m、半径r、线速度v、角速度以及周期T都有关系．向心力的作用效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小．注意：向心力不是由于物体做圆周运动而产生的，而是物体需要合外力提供向心力才可以做圆周运动．向心力和向心加速度的公式虽然是从匀速圆周运动得出的，但也适用于变速圆周运动．对于变速圆周运动，其向心力的大小和方向都会发生变化，在利用公式求物体在圆周某一位置时的向心力和向心加速度时，必须用该点的瞬时速度.2．向心力的来源分析(1)向心力的来源：向心力是按力的作用效果命名的，是物体做圆周运动所需要的力．向心力可以由重力、弹力、摩擦力等单一力提供，也可以由几个力的合力提供，所以在做受力分析时要坚决避免再另外添加一个向心力．注意：若物体做匀速圆周运动，其向心力必然是物体所受的合外力，它始终沿着半径方向指向圆心，并且大小恒定．若物体做变速圆周运动，其向心力则为物体所受的合力在半径方向上的分力，而合力在切线方向上的分力则用于改变线速度的大小．(2)向心力的确定：①确定圆周运动的轨道所在的平面，确定圆心的位置．②分析物体的受力情况，找出所有的力沿半径方向指向圆心的合力就是向心力．3．水平力面内的圆周运动模型(1)绳模型如图所示，绳子的一端系在光滑水平面上的点，绳子另一端系一小球，使小球在光滑桌面上做匀速圆周运动，小球受到重力、支持力、拉力三个力的作用，重力和支持力等大反向，小球做匀速圆周运动的向心力由绳子的拉力(弹力)提供．根据牛顿运动定律及向心力公式得：．(2)圆盘模型如图所示，木块随圆盘一起转动，即做匀速圆周运动，物块受到重力、支持力、静摩擦力三个力的作用，其向心力由静摩擦力提供．根据牛顿运动定律及向心力公式得：．说明：木块相对圆盘的运动趋...
