學(xué)案6向心力正式版

1、學(xué)案6 向心力跟前準(zhǔn)備區(qū)自主學(xué)習(xí)教材獨(dú)立思考問題1 .任何做 運(yùn)動(dòng)的物體的加速度都指向圓心，這個(gè)加速度稱為向心加速度.2 .向心力口速度總是指向圓心，公式為 an= 4 %f r=V w .3 .向心加速度是描述 變化快慢的物理量，它只改變線速度的 ,不 改變線速度的.4 .牛頓第二定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度 的方向跟 的方向相同.表達(dá)式為：F = ma.a與F具有瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系.譚堂活動(dòng)區(qū)合作探究重點(diǎn)互動(dòng)撞擊思維核心知識(shí)探窕一、向心力問題情境物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定受到與速度方向不在同一直線上的合外力作用，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體必定也受

2、到與速度方向不在同一條直線上的合外力的作 用，這個(gè)合外力是怎樣的呢？要點(diǎn)提煉1 .向心力的定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受到的 的合力叫做向心力.2 .向心力的方向：總是沿著半徑指向圓心，始終與線速度方向 ,方向時(shí)刻改 變，所以向心力是變力.3 .向心力的作用：只改變線速度的 ,不改變線速度的 .4 .向心力的大小：根據(jù)牛頓第二定律可知Fn = man =例1關(guān)于向心力的說法中正確的是 （）A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)向心力B.向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)中物體速度的大小C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力即為其所受的合外力D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體其向心力是不變的二、實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式問

3、題情境請同學(xué)們閱讀教材中的“實(shí)驗(yàn)”，說明本實(shí)驗(yàn)的原理和需要測定的物理量.即學(xué)即用1.有長短不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子，各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么 ()A.兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長繩易斷B.兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，長繩易斷C.兩個(gè)小球以相同的周期運(yùn)動(dòng)時(shí)，短繩易斷D.不論如何，短繩易斷2. A、B兩質(zhì)點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，mA： mB=RA ： Rb=1 ： 2,當(dāng)A轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)時(shí),好轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn)，則兩質(zhì)點(diǎn)所受向心力之比為多少？三、向心力的來源問題情境請同學(xué)們分析下列幾種圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力分別由什么力提供，并總結(jié)向心力的來源.(1)汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客的感覺，對

4、座位上的乘客和拉著扶手的乘客分別作出說明.(2)鏈球做圓周運(yùn)動(dòng).(3)雙人花樣滑冰.地球繞著太陽做圓周運(yùn)動(dòng).(5)在繩子拉力作用下的小球做圓周運(yùn)動(dòng).要點(diǎn)提煉1 .向心力是按力的作用效果命名的，而不是物體受到的另外一種力，它可以是重力、 彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是它們的合力或者是某個(gè)力的分力.2 .在分析物體受力情況時(shí)，仍要分清誰對物體施力，切不可在重力、彈力、摩擦力等 性質(zhì)的力之外再添加一個(gè)向心力；3 .在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，物體受到的合力充當(dāng)向心力.可見，合外力大小不變、方向始 終與速度方向垂直且指向圓心是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件.例2如圖1所示，小物塊 A與圓盤保持相對靜止，跟著圓盤

5、一起做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列 關(guān)于A的受力情況的說法正確的是 （）圖1A.受重力、支持力和與運(yùn)動(dòng)方向相反的靜摩擦力B.受重力、支持力和指向圓心的靜摩擦力C.受重力、支持力、靜摩擦力和向心力D.受重力、支持力和方向不一定指向圓心的靜摩擦力即學(xué)即用3.請完成下列幾種勻速圓周運(yùn)動(dòng)分析并填表：圖形受力分析力的分解方法滿足的方程及 向心加速度F淞W Jr雅錯(cuò)誤！或 mgtan0= mlsin 0 2,wms丁mg 陽營錯(cuò)誤！或 mgtanO= m(d + lsin »w,四、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)要點(diǎn)提煉1 .變速圓周運(yùn)動(dòng)所受合外力一般不等于向心力，合外力一般產(chǎn)生兩個(gè)方面的效果，根 據(jù)F產(chǎn)生的

6、效果可以把 F分解為兩個(gè)相互垂直的分力；一是跟圓周相切的分力Ft,此分力產(chǎn)生 加速度，它與物體的 方向一致，描述 變化的快慢.二是指向圓心的分力Fn,叫向心力，此分力產(chǎn)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 . 一般曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法一般曲線運(yùn)動(dòng)，可以把曲線分割成許多極短的小段，每一小段的運(yùn)動(dòng)都可看作的一部分，圓弧彎曲程度不同，表明它們具有不同的 .這樣，質(zhì)點(diǎn)沿一般 曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理.即學(xué)即用4. 一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸增加.如圖中A、B、C、D分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，其中你認(rèn)為正確的是

7、（）改變速 度大小勾速留 周運(yùn)動(dòng)胡同運(yùn)劭學(xué)案6 向心力答案課前準(zhǔn)備區(qū)1 .勻速圓周V2 2 4 722 . 3 r2r3 .線速度方向方向大小4 .作用力課堂活動(dòng)區(qū)核心知識(shí)探究問題情境這個(gè)合外力應(yīng)該是大小不變、方向始終指向圓心.要點(diǎn)提煉1.沿半徑指向圓心方向 2.垂直V 23.方向大小4.m r mrw2.5 2mr T例1BC當(dāng)物體所受的外力的合力始終有一分力垂直于速度方向時(shí)，物體就將做圓周運(yùn) 動(dòng)，該分力即為向心力， 故先有向心力然后才使物體做圓周運(yùn)動(dòng).因向心力始終垂直于速度方向，所以它不改變速度的大小，只改變速度的方向，當(dāng)合外力完全提供向心力時(shí)，物體就 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，該合力大小不變，方向

8、時(shí)刻改變，故向心力是變化的.問題情境如圖所示，讓細(xì)繩擺動(dòng)帶動(dòng)小球做圓周運(yùn)動(dòng)，逐漸增大角速度直到繩剛好拉直，用秒表測出n轉(zhuǎn)的時(shí)間t,計(jì)算出周期T,根據(jù)公式計(jì)算出小球的角速度3用刻度尺測出圓半徑 r和小球距懸點(diǎn)的豎直高度 h,計(jì)算出角。的正切值.向心力 F=mgtan0,測出數(shù)值驗(yàn)證公式 mgtan 0= mrw2.即學(xué)即用1. B22 nt 112F=m« R = m-p; R,2. 4 ： 9解析設(shè)在時(shí)間t內(nèi)，nA = 60轉(zhuǎn)，nB = 45轉(zhuǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力t 相同，F(xiàn)0c mn2R所以曳=mAnARArlx.X1：4Fb mBnBRB 2 452 9問題情境向心力來源分別為：（

9、1）汽車壁的彈力、扶手拉力沿水平方向的分力；（2）拉力；（3）拉力沿水平方向的分力；（4）引力；（5）繩拉力.解析（1）汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)的座位上的人是受到汽車壁的彈力作用，拉著扶手的人是受到 扶手拉力白作用；（2）鏈球能做圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿芥溊K的拉力作用；（3）雙人滑冰時(shí)女運(yùn)動(dòng)員能做圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槟羞\(yùn)動(dòng)員拉著她；（4）地球繞太陽運(yùn)動(dòng)，是太陽對地球的引力在“拉”著它；（5）小球能做圓周運(yùn)動(dòng)是繩子的力在拉著它.要點(diǎn)提煉例2D物體A在水平圓盤上，受豎直向下的重力， 豎直向上的支持力， 且兩力是一對平 衡力.由于A隨圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng)，故其必須有向心力作用，所以 A必定受到靜摩擦力 作用，但此靜摩擦力方向不一定指向圓心.當(dāng)圓盤做勻速圓周運(yùn)