向心力教學(xué)案- 高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

6/6 Xxxx中學(xué)物理學(xué)科教學(xué)案高一·2部課題：6.2向心力總第（）課時使用日期：主備人：xxx審核人：物理組班級姓名____________課標通過實驗，探究并了解勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系。能用牛頓第二定律分析勻速圓周運動的向心力。學(xué)習(xí)目標1、通過活動和實驗探究，感受向心力，理解向心力的概念、特點、表達式。2、通過實例，掌握分析實際問題中向心力來源的方法，會計算勻速圓周運動的向心力。3、通過比較，知道變速圓周運動的合力大小和方向特點，能借用變速圓周運動的動力學(xué)特征分析一般的曲線運動。重點理解向心力的概念、特點、表達式，會分析向心力的來源。學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)過程【預(yù)習(xí)--自主建構(gòu)】一、向心力1、推理：圓周運動→曲線運動→一定符合曲線運動條件→受合力作用且與v方向。2、定義：做運動的物體，會受到指向的合力，這個合力叫向心力。3、公式：Fn==4、理解：（1）向心力方向總是指向，始終與半徑垂直，只改變速度的而不改變速度的。（2）向心力是根據(jù)力的命名的，可以是各種性質(zhì)的力，也可以是它們的，還可以是某個力的。二、變速圓周運動和一般曲線運動1、物體做變速圓周運動時，合力F的方向并不指向圓心，此時把F分解為兩個互相垂直的分力：跟圓的Ft和指向的Fn，其中Ft只改變v的，F(xiàn)n只改變v的，F(xiàn)n產(chǎn)生的加速度就是加速度。若合力方向與速度方向夾角小于900，F(xiàn)t使v，F(xiàn)n改變v的方向；若F與v的夾角大于900時，F(xiàn)t使v，F(xiàn)n改變v的方向，綜上可知同時具有向心加速度和加速度的圓周運動就是變速圓周運動。2、一般曲線運動：運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，稱為一般的曲線運動。研究一般的曲線運動時可以把曲線分割成許多小段，每一小段看成一小段，然后當作許多半徑不同的處理，再應(yīng)用圓周運動的分析方法處理?！咎骄?-深化理解】探究一：向心力的來源【典例1】分析下面幾種情況中作圓周運動的物塊或小球向心力的來源：●●r物塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動漏斗內(nèi)壁光滑ABABCABC答：A中物塊的向心力由提供。B中小球的向心力由提供。C中小球的向心力由提供?！緦c訓(xùn)練1】如圖所示，將一質(zhì)量為m的擺球用長為L的細繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細繩就會沿圓錐面旋轉(zhuǎn)，這樣就構(gòu)成一個圓錐擺，則關(guān)于擺球A的受力情況，下列說法中正確的是()A．擺球受重力、拉力和向心力的作用B．擺球受拉力和向心力的作用C．擺球受重力和拉力的作用D．擺球受重力和向心力的作用探究二：向心力的計算【典例2】一根原長為l0＝0.1m的輕彈簧，一端拴住質(zhì)量為m=0.5kg的小球，以另一端為圓心在光滑的水平面上做勻速圓周運動，如圖所示，角速度為＝10rad/s，彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m，求小球做勻速圓周運動所受到的向心力。（答案10N）●●rω【對點訓(xùn)練2】飛行中的鳥和飛機要改變飛行方向時，鳥的身體或飛機的機身都要傾斜，以便轉(zhuǎn)彎．如右下圖所示，一只質(zhì)量為m的老鷹，以速率v在水平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運動，則空氣對老鷹作用力的大小等于()探究三：一般曲線運動【典例3】一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替，曲線上的A點的曲率圓定義為：通過A點和曲線上緊鄰A點兩側(cè)的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑ρ叫做A點的曲率半徑?，F(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，則在其軌跡最高點P處的曲率半徑是（）A.B.C.D.【練習(xí)--學(xué)以致用】1．（多選）在勻速圓周運動中，下列物理量不變的是（）A．周期B．線速度C．向心力D．角速度2．（多選）下列關(guān)于向心力的說法中正確的是（）A．物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了一個向心力B．向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果來命名的C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力中的某一種力或某幾種力的合力D．向心力只改變物體運動的方向，不改變物體運動的快慢3.（多選）有一質(zhì)量為m的小物塊，由碗邊滑向碗底，該碗的內(nèi)表面是半徑為R的圓弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物塊的運動速率恰好保持不變.則（）A.物塊所受合力為零B.物塊所受合力不為零C.物塊所受合力大小一定，方向改變D.物塊所受合力大小、方向均一定4.甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2，在相同時間里甲轉(zhuǎn)過60°角，乙轉(zhuǎn)過45°角。則它們的向心力之比為（）A．1∶4 B．2∶3C．4∶9 D．9∶165.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量相等的兩個物體A和B，它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同，當圓盤轉(zhuǎn)動到兩個物體剛好未發(fā)生滑動時，燒斷細線，兩個物體的運動情況是（）A．兩物體沿切向方向滑動B．兩物體均沿半徑方向滑動，離圓盤圓心越來越遠C．兩物體仍隨圓盤一起做圓周運動，不發(fā)生滑動D．物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，物體A發(fā)生滑動，離圓盤圓心越來越遠6.（多選）長為L的懸線固定在O點，在O點正下方L/2處有一釘子C，把懸線另一端的小球m拉到跟懸點在同一水平面上無初速度釋放，小球到懸點正下方時懸線碰到釘子，則小球的（）A．線速度突然增大B．角速度突然增大C．向心力突然增大D．懸線拉力突然增大7.如下圖所示，將完全相同的兩個小球A、B，用長L=0.8m的細繩懸于以v=4m／s向右勻速運動的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸，由于某種原因，小車突然停止運動，此時懸線的拉力之比FB∶FA為(g=10m／s2)（）A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4總結(jié)反思參考答案【預(yù)習(xí)--自主建構(gòu)】一、1、不共線2、勻速圓周圓心3、4、（1）圓心方向大小作用效果合力分力二、1、相切圓心大小方向向心增大減小切向2