《廣東省佛山市高中物理 第二章 圓周運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 向心力學(xué)案 粵教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《廣東省佛山市高中物理 第二章 圓周運(yùn)動(dòng) 第2節(jié) 向心力學(xué)案 粵教版必修2（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二節(jié)《向心力》 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、理解向心力的概念，知道向心力是效果力，會(huì)寫向心力的表達(dá)式 2、理解向心加速度的概念 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn) 如何確定向心力： 三、課前預(yù)習(xí)（自主探究） 1．向心力： （1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，會(huì)受到指向 的合外力作用 ，這個(gè)合力叫做向心力。 （2）向心力總是指向 ，始終與線速度垂直，只改變速度的方向而不改變 。 （3）向心力是根據(jù)力的 命名，可以是各種性質(zhì)的力，也可以是它們的 ，還可以是某個(gè)力的分力。 （4）如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力就是物體受到的 ；如果物體做非勻速

2、圓周運(yùn)動(dòng)（線速度大小時(shí)刻改變），向心力并非是物體受到的合外力。 （5）向心力的公式 或 。 2．向心加速度： （1）定義: 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在向心力作用下必然產(chǎn)生一個(gè) ,這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同,我們稱之為向心加速度。 （2）向心加速度的大小：a = 或= 。 （3）方向：指向 ，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是向心加速方向不斷改變的 。 3．（單選）關(guān)于向心力的說(shuō)法中正確的是（ ） A．物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生向心力 B．向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)物體的速度的大

3、小 C．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是不變的 D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的合外力一定是向心力 4．（單選）關(guān)于向心加速度的意義，下列說(shuō)法正確的是( ) A．它描述的是線速度大小變化的快慢 B．它描述的是線速度方向變化的快慢 C．它描述的是向心力變化的快慢 D．它描述的是角速度變化的快慢 四、課堂活動(dòng) （1）小組合作交流 知識(shí)點(diǎn)1：對(duì)向心力的理解 在圖2－2－1的圓周運(yùn)動(dòng)中，感受…… (1)小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，你牽繩的手感覺到 。 (2)如果突然松手，將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是 。 (

4、3)在小球質(zhì)量m和旋轉(zhuǎn)半徑r不變的條件下，角速度ω越大，手的拉力 ； (4在小球質(zhì)量m和角速度ω不變的條件下，旋轉(zhuǎn)半徑r越大，手的拉力 ； (5)在旋轉(zhuǎn)半徑r和角速度ω不變的條件下，小球質(zhì)量m越大，手的拉力 ； 答案：(1)受到繩的拉力；(2)球沿切線飛出去；(3)越大；(4)越大；(5)越大。 重點(diǎn)歸納 1. 向心力公式：F＝ma＝m＝mω2r＝mr 2．向心力的性質(zhì) (1)向心力是效果力． 向心力因其方向時(shí)刻指向圓心而得名，故它為效果力．向心力的作用效果是只改變速度的方向而不改變速度的大?。皇蔷哂刑囟ㄐ?/p>

5、質(zhì)的某種力，任何性質(zhì)的力都可以作為向心力，受力分析時(shí)不分析向心力． (2)向心力是變力． 向心力的方向指向圓心，與線速度方向垂直，方向時(shí)刻在改變，故向心力是變力． 3. 向心力的來(lái)源 (1)在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力一定是向心力；非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力沿半徑方向的分力提供向心力． (2)向心力是按力的作用效果來(lái)命名的，充當(dāng)向心力的力可以是重力、彈力和摩擦力等各種力，也可以是各力的合力或某力的分力． 4．向心力與質(zhì)量、角速度、線速度和半徑的關(guān)系 (1)當(dāng)質(zhì)量和角速度一定時(shí)，向心力與半徑成正比． (2)當(dāng)質(zhì)量和線速度一定時(shí)，向心力與半徑成反比． (3)當(dāng)質(zhì)量和半徑一定時(shí)

6、，向心力與角速度(或線速度)的二次方成正比． (4)當(dāng)角速度(或線速度)和半徑一定時(shí)，向心力與質(zhì)量成正比． 知識(shí)點(diǎn)2： 向心加速度的理解 問題1：什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)?“勻速”的含義是什么？ 問題2：物體所受的外力有何特點(diǎn)？加速度又怎樣呢？ 探究1：變速曲線運(yùn)動(dòng) → 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 → 一定受到外力 → 一定存在加速度 探究2：由牛頓第二定律知F=ma，a與F方向一致，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，有指向圓心的向心力，所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度方向指向 ；又由F＝ma＝mω2r這個(gè)加速度的大小是 答案：圓心、ω2r 重點(diǎn)歸納 1．向心加速度的定義：做勻速

7、圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有沿半徑指向圓心的加速度，叫做向心加速度． 2．向心加速度的方向：時(shí)刻與物體的速度方向垂直且指向圓心． 3．向心加速度的大?。篴＝＝ω2r＝r＝4π2f2r＝ωv. 4．向心加速度與角速度、線速度和半徑的關(guān)系 (1)當(dāng)線速度大小一定時(shí)，向心加速度與軌道半徑成反比． (2)當(dāng)角速度一定時(shí)，向心加速度與軌道半徑成正比． (3)當(dāng)半徑一定時(shí)，向心加速度與角速度的平方成正比，也與線速度的平方成正比． 知識(shí)點(diǎn)3：生活中的向心力 探究1：汽車轉(zhuǎn)彎 圖2－2－5 (1)汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎:向心力的來(lái)源是

8、 (2)汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎:向心力的來(lái)源是 探究2：火車轉(zhuǎn)彎 (1) 火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎：向心力的來(lái)源是 (2)火車在傾斜軌道上轉(zhuǎn)彎：向心力的來(lái)源是 探究3：汽車過(guò)弧形橋 汽車通過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)，向心力的來(lái)源是 。 答案：1.(1)地面對(duì)車產(chǎn)生指向內(nèi)側(cè)的靜摩擦力；(2)重力與支

9、持力的合力。2.(1)外軌作用在火車輪緣上的力F；(2)重力與支持力的合力。3.重力與支持力的合力。 重點(diǎn)歸納 向心力的來(lái)源：向心力可以是某一個(gè)力（重力、彈力、摩擦力）或幾個(gè)力的合力，也可以是某個(gè)力的分力。向心力是按力的作用效果來(lái)命名的，受力分析時(shí),不能多出一個(gè)向心力。 方法技巧 解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的主要步驟： 1、審清題意，確定研究對(duì)象； 2、分析物體的運(yùn)動(dòng)情況，即物體的線速度、角速度、周期、軌道平面、圓心、半徑等． 3、分析物體的受力情況，畫出受力示意圖，確定向心力的來(lái)源； 4、據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及向心力公式列方程； 5、求解、討論． （2）課堂小測(cè) ω m 圖2-2-

10、10 單項(xiàng)選擇題 1．如圖2-2-10所示，小物體m與圓盤保持相對(duì)靜止，隨盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則物體的受力情況是（ ） A．受重力、支持力 B．受重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用 O C．受重力、支持力、指向圓心的摩擦力 D．以上均不正確 2．關(guān)于向心加速度的物理意義，下列說(shuō)法正確的是( ) A．它描述線速度大小變化的快慢 B．它描述線速度方向變化的快慢 C．它描述角速度變化的快慢 D．它描述物體受力變化的快慢 3．由于地球的自轉(zhuǎn)，地球上的物體都有向心加速度，關(guān)于地球表面上各處向心加速度的說(shuō)法中，正確的是( )

11、A．都指向地心 B．都指向南極 C．都指向北極 D．都垂直指向地軸 4．如下圖所示，兩輪用皮帶傳動(dòng)，沒有打滑，A、B、C三點(diǎn)位置如圖，若r1>r2，O1C＝r2，則這三點(diǎn)的向心加速度的關(guān)系是( ) A．a(chǎn)CaA>aB C．a(chǎn)A＝aB＝aC D．a(chǎn)B＝aC>aA 5．一圓筒繞其中心軸OO1勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁上緊挨著一個(gè)物體與筒一起運(yùn)動(dòng)，相對(duì)筒無(wú)滑動(dòng)，如右圖所示，物體所受的向心力是( ) A．物體的重力 B．筒壁對(duì)物體的靜摩擦力 C．筒壁對(duì)物體的彈力 D．物體所受重力與彈力的合力

12、 6．一輛卡車在丘陵地區(qū)勻速行駛，地形如右圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應(yīng)是( ) A．a(chǎn)處 B．b處 C．c處 D．d處 二、計(jì)算題： 如下圖所示，長(zhǎng)度為L(zhǎng)＝1.0 m的繩子，拴著一質(zhì)量m＝1 kg的小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球半徑不計(jì)，已知繩子能夠承受的最大張力為74 N，圓心離地面高度H＝6 m，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩子始終處于繃緊狀態(tài)．(g＝10 m/s2)求： (1)分析繩子在何處最易斷，求出繩子斷時(shí)小球的線速度； (2)繩子斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間及落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離． 五、課外作業(yè) 六、課后反思 解：(1)在最低點(diǎn)時(shí)繩子上的拉力最大，繩子最易斷．根據(jù)牛頓第二定律得F－mg＝m解得v＝8 m/s (2)小球從最低點(diǎn)開始平拋，v0＝v＝8 m/s.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有 水平方向x＝v0t 豎直方向H－L＝gt2 聯(lián)立上述兩式解得落地點(diǎn)與拋出點(diǎn)的水平距離x＝8 m. 6