物理 向心力向心加速度 導(dǎo)學(xué)案

1、PAGE PAGE 4學(xué)程3. 第四章 周期運(yùn)動(dòng)4.3 向心加速度 向心力 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的原因，理解向心力、向心加速度的概念，能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。知道探究“向心力與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)方法。2.通過(guò)對(duì)向心力的實(shí)驗(yàn)探究，進(jìn)一步感受控制變量的方法。通過(guò)理論推導(dǎo)向心加速度公式的過(guò)程，認(rèn)識(shí)以直代曲的極限思想。3.通過(guò)對(duì)向心力來(lái)源的分析，體驗(yàn)物理知識(shí)與生活的廣泛聯(lián)系。 重點(diǎn)和難點(diǎn)：重點(diǎn)是熟悉和了解向心力公式、向心加速度公式。難點(diǎn)是理解質(zhì)點(diǎn)所受向心力僅改變質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，不改變質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢，向心加速度是反映運(yùn)動(dòng)方向變化快慢和變化方向的物理量。課前熱身1. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度

2、 不變，方向總是 ，方向時(shí)刻在變化，所以它是一個(gè)變加速運(yùn)動(dòng)。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的 總是指向圓心，作用效果只是 大小，指向圓心合外力，改變物體運(yùn)動(dòng)速度的方向 。2. 使物體產(chǎn)生向心加速度的力叫 。向心力不是按力的性質(zhì)命名的力，它是一種 。當(dāng)分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力時(shí)，只能分析性質(zhì)力，決不能在分析場(chǎng)力、彈力、摩擦力的同時(shí)，再考慮向心力。向心力是物體所受各個(gè)力的 向心力，效果力，合力 ，或是某個(gè)力的一個(gè)分力。3. 畫(huà)出下列各例中物體的受力圖并分析幾心力的提供情況。 = 1 * GB3 光滑水平面上繩子帶球勻速圓周運(yùn)動(dòng) = 2 * GB3 物體在水平轉(zhuǎn)盤(pán)上隨盤(pán)勻速圓周運(yùn)動(dòng)4.思考課本第31頁(yè)“大

3、家談”。 內(nèi)容框架 課堂演練定性研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)【例1】課本第31頁(yè)“大家談”【例2】課本第32頁(yè)“自主活動(dòng)”定量研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)【例3】課本第32頁(yè)“探索研究”【例4】有人根據(jù)說(shuō)：“向心力F與圓周半徑r成正比”；有人根據(jù)說(shuō)：“向心力F與圓周半徑r成反比”。這兩種說(shuō)法哪種是正確的他們的敘述都是不完整的。公式表明：當(dāng)角速度一定時(shí)(這是條件)，向心力F的大小與圓周半徑r的長(zhǎng)度成正比。公式表明：當(dāng)線(xiàn)速度v一定時(shí)（這是條件），向心力F的大小與圓周半徑r的長(zhǎng)度成反比。？【例5】要使一個(gè)質(zhì)量為3 kg的物體在半徑是2 m的圓周上以4 m / s 的速度運(yùn)動(dòng)，需要多大的向心力24

4、N？【例6】一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，如果軌道半徑不變，轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，所需的向心力就比原來(lái)的向心力大40 N，物體原來(lái)的向心力大小為_(kāi)5N 。向心加速度： 【例7】求下述各問(wèn)中的向心加速度（1）0.986 m/s2（2）15.8m/s2（3）50 m/s2（4）31.4m/s2。（1）已知：r10 cm，T2 s，（2）已知：r10 cm，n120 r/min，（3）已知：w5rad/ s，v10 m/s，（4）已知：v10 m/s，T2 s?！纠?】 如圖傳動(dòng)裝置中，大輪半徑為2r，小輪半徑為r，B距圓心O為r，傳動(dòng)時(shí)不打滑，裝置中A、B、C三質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量分別為2m、m、m，求A、B、C

5、三質(zhì)點(diǎn)的線(xiàn)速度v、角速度w、向心加速度a向、向心力F向之比分別為多大2：1：2，1：1：2，2：1：4，4：1：4？ 課后作業(yè)1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)其質(zhì)量一定時(shí)，它所受的向心力的大小必定與（ ） DA線(xiàn)速度平方成正比 B角速度平方成正比C運(yùn)動(dòng)半徑成反比 D線(xiàn)速度與角速度的乘積成正比2.甲乙物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲球的軌道半徑是乙球的2倍，在1min內(nèi)甲球轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)是乙球的1/2。則兩球的加速度之比是（ ）B A11 B.12 C.23 D.323.如圖所示在皮帶傳動(dòng)中，兩輪半徑不等，下列說(shuō)法正確的是（ ）BD A兩輪角速度相等 B兩輪邊緣線(xiàn)速度的大小相等C大輪邊緣一點(diǎn)的向心加速度大于小輪邊

6、緣一點(diǎn)的向心加速度D同一輪上各點(diǎn)的向心加速度跟該點(diǎn)與中心的距離成正比4.甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，甲的質(zhì)量是乙的2倍，甲的速率是乙的4倍，甲的圓周半徑是乙的2倍，則甲的向心力是乙的_16_倍5.如圖所示，一個(gè)大輪通過(guò)皮帶拉著小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，皮帶和兩輪之間無(wú)滑動(dòng)，大輪的半徑是小輪的2倍，大輪上的一點(diǎn)s離轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離是半徑的一半，當(dāng)大輪邊緣上P點(diǎn)的向心加速度是10ms2時(shí)，大輪上的S點(diǎn)和小輪上的Q點(diǎn)的向心加速度為aS=_ms2，aQ=_5 ms2, 20 ms2_ms26.A和B二質(zhì)點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若在相同時(shí)間內(nèi)它們通過(guò)的弧長(zhǎng)之比SA/SB=2/3，而通過(guò)的角度比=3/2，則它們的周期比是

7、，向心加速度之比是 23 ，11 。 7.某質(zhì)點(diǎn)繞半徑為R的圓周作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，每秒轉(zhuǎn)n轉(zhuǎn)，質(zhì)量為m，則其所的向心力多大42mn2R？地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，半徑為R，在緯度為q 處物體由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的向心加速度大小為多少42Rcosq/T2？8.如圖所示，球A和B可以在光滑的桿上無(wú)摩擦滑動(dòng)并有輕質(zhì)細(xì)繩相連。若mA=2mB,當(dāng)轉(zhuǎn)軸以角速度勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩球離轉(zhuǎn)軸的距離保持不變，則A球的向心力 B球的向心力（填“大于”、“等于”或“小于”）；rArB= ,當(dāng)增大時(shí)，A球 （填“會(huì)”或“不會(huì)”）向外運(yùn)等于，1：2，不會(huì)動(dòng)。 能力挑戰(zhàn)1.向心加速度的推導(dǎo)：某質(zhì)點(diǎn)以o為圓心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)，某段時(shí)間t內(nèi)的平均加速度a，有：a ，如圖所示。其某一 的加速度可以取t0時(shí)Dv/t的比值，又從圖中可知，當(dāng)t0時(shí)OAB可看成是一個(gè)三角形，它與速度三角形 ，有：Dv/sv/R，所以：Dv vs/R ，而由此可得：aDv/t v2/R 。 2. 一質(zhì)量為m的物體放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，它與轉(zhuǎn)臺(tái)間最大靜摩擦力為fm，使物體與轉(zhuǎn)臺(tái)一起以轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，