一、學習目標
1. 知道向心力是一種效果力,產生向心加速度,方向指向圓心;
2. 知道向心力與合外力的關係,會分析向心力的**;
3. 結合向心力認識向心加速度,並能應用公式進行計算。
★學習重點
運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現象
★學習難點
能說出向心力的概念及其**。
二、學習過程
(一)、向心力
【問題1】:做勻速圓周運動的物體為什麼不會飛出去,而是繞著乙個中心點做圓周運動呢?
以下做圓周運動的物體所受的合力指向有何特點?
結論【定義【方向公式】:fn
【典例】分析下面各種勻速圓周運動中向心力是由哪些力提供?
1 玻璃球沿碗(透明)的內壁在水平面內運動,如圖1;
② 圓錐擺運動:細線下面懸掛一鋼球,細線上端固定,設法使小球在水平面面上做圓周運動,如圖2。
【問題2】:向心力是不是像重力、彈力、摩擦力那樣按性質來命名的?如果是,那麼它的施力物體是什麼?如果不是,那它是按什麼來命名的?
(二)、向心力的作用效果
【問題3】:做勻速圓周運動的物體的運動狀態是如何變化的?向心力的作用效果如何?
(三)、用圓錐擺粗略驗證向心力的表示式
閱讀教材 「實驗」部分,思考下面的問題:
1.怎樣算出鋼球做勻速圓周運動時的線速度及向心力?
2.鋼球做圓周運動時受到幾個力?這幾個力的合力與
向心力是什麼關係?合力產生了怎樣的加速度?
3.求向心力:可用fn= 計算鋼球所受的向心力;
可計算和的合力, 即為向心力。
(四)、變速圓周運動和一般的曲線運動
(1)變速圓周運動
1.前面我們了解到物體做勻速圓周運動時,合外力指向圓心;而過山車、鏈球的運動做的是變速圓周運動,合外力還是指向圓心嗎?
2.變速圓周運動的合外力應該是怎樣的呢?
結論:合外力f跟圓周相切的分力ft ,此分力產生加速度at,描
述變化的快慢。
合外力f指向圓心的分力fn叫向心力,此分力產生向心加速度an,向心加速度只改變速度的 ,描述變化的快慢。
(2)一般的曲線運動處理方法
一般曲線運動,可以把曲線分割成許多極短的小段,每一小段可看作一小段 。圓弧彎曲程度不同,表明它們具有不同的 。
課後實驗:「做一做」
學生兩人一組,完成課本 「做一做」欄目中的實驗,自己感受向心力的大小。
3、課堂練習
例1.下列關於向心力的說法正確的是( )
a向心力是物體做圓周運動時受到的乙個特殊力
b做勻速圓周運動的物體的向心力是不變的
c向心力不會改變物體做圓周運動的速度
d做勻速圓周運動物體,其向心力就是它所受的合外力
例2.在水平路面上安全轉彎的汽車,向心力是( )
a重力和支援力的合力
b重力、支援力和牽引力的合力
c汽車與路面間的靜摩擦力
d汽車與路面間的滑動摩擦力
例3.一圓筒繞其中心軸勻速轉動,筒內壁上緊挨著乙個物體與筒一起運動,且相對筒無滑動,如圖所示,物體所受向心力是( )
a.物體的重力b.筒壁對物體的靜摩擦力
c.筒壁對物體的彈力d.物體所受重力與彈力的合力
例4.如圖所示,半徑為r的圓筒繞軸以角速度ω勻速轉動,物體m與圓筒壁的動摩擦因數為μ,設,為使 m 不下滑,ω至少為多大?
4、課後練習
1、如圖所示,將一質量為m的擺球用長為l的細繩吊起,上端固定,使擺球在水平面內做勻速圓周運動,細繩就會沿圓錐面旋轉,這樣就構成了乙個圓錐擺,則關於擺球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
2、如圖所示,乙個內壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直於水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質量相等的小球a和b緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動,則以下說法中正確的是( )
a.a球的線速度必定大於b球的線速度
b.a球的角速度必定小於b球的線速度
c.a球的運動週期必定小於b球的運動週期
d.a球對筒壁的壓力必定大於b球對筒壁的壓力
3、如圖所示,細繩的一端固定於o點,另一端系乙個小球,在o點的正下方釘乙個釘子a。讓小球從一定高度擺下,經驗告訴我們,當細繩與釘子相碰時,如果釘子的位置越靠近小球,繩就越容易斷。請用圓周運動的知識加以論證。
4、如圖所示,被長為l的細線ob繫住的小球處於靜止狀態,把水平線oa剪斷的瞬間小球的加速度大小。
【課(學)後記】
必修二5 6向心力導學案
6.向心力 問題導讀 使用時間 3月3日 3月5日 姓名班級 學習目標 1 理解向心力的概念及其表示式的確切含義 2 知道向心力大小與哪些因素有關,並能用來進行計算 3 進一步體會力是產生加速度的原因,並通過牛頓第二定律來理解勻速圓周運動 變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點。知識回顧 1 用線速度...
人教版高中物理必修二5 6《向心力》教學設計
基於學生體驗的認知教學 向心力 教學設計 一 前期分析 向心力 是人民教育出版社2019年出版的普通高中課程標準實驗教科書 物理2 必修 第五章曲線運動中第六節的內容。本節課是一節向心力的概念課,是圓周運動的重點與難點,也是學好圓周運動的關鍵,學好這部分知識,既讓學生明白了牛頓運動定律同樣適用於分析...
向心加速度和向心力的導學案
高一一部物理學案no.6 5.5向心加速度 課前預習 1.向心加速度的物理意義 圓周運動,即使是勻速圓周運動,由於運動速度的方向在不斷改變,所以是變速運動,就會有描述其變化快慢的加速度。2 向心加速度的方向 任何做勻速圓周運動的物體的加速度都指向 3 向心加速度大小 an 問題 1 向心加速度的理解...