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

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(shí)使用日期：主備人：xxx審核人：物理組班級(jí)姓名____________課標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，探究并了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的向心力。學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過(guò)活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)探究，感受向心力，理解向心力的概念、特點(diǎn)、表達(dá)式。2、通過(guò)實(shí)例，掌握分析實(shí)際問(wèn)題中向心力來(lái)源的方法，會(huì)計(jì)算勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。3、通過(guò)比較，知道變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力大小和方向特點(diǎn)，能借用變速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征分析一般的曲線運(yùn)動(dòng)。重點(diǎn)理解向心力的概念、特點(diǎn)、表達(dá)式，會(huì)分析向心力的來(lái)源。學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)習(xí)過(guò)程學(xué)習(xí)過(guò)程【預(yù)習(xí)--自主建構(gòu)】一、向心力1、推理：圓周運(yùn)動(dòng)→曲線運(yùn)動(dòng)→一定符合曲線運(yùn)動(dòng)條件→受合力作用且與v方向。2、定義：做運(yùn)動(dòng)的物體，會(huì)受到指向的合力，這個(gè)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(gè)力的。二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)1、物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F的方向并不指向圓心，此時(shí)把F分解為兩個(gè)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(shí)，F(xiàn)t使v，F(xiàn)n改變v的方向，綜上可知同時(shí)具有向心加速度和加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周運(yùn)動(dòng)。2、一般曲線運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng)。研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)可以把曲線分割成許多小段，每一小段看成一小段，然后當(dāng)作許多半徑不同的處理，再應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法處理。【探究--深化理解】探究一：向心力的來(lái)源【典例1】分析下面幾種情況中作圓周運(yùn)動(dòng)的物塊或小球向心力的來(lái)源：●●r物塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)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?duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】如圖所示，將一質(zhì)量為m的擺球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩吊起，上端固定，使擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)繩就會(huì)沿圓錐面旋轉(zhuǎn)，這樣就構(gòu)成一個(gè)圓錐擺，則關(guān)于擺球A的受力情況，下列說(shuō)法中正確的是()A．?dāng)[球受重力、拉力和向心力的作用B．?dāng)[球受拉力和向心力的作用C．?dāng)[球受重力和拉力的作用D．?dāng)[球受重力和向心力的作用探究二：向心力的計(jì)算【典例2】一根原長(zhǎng)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)所受到的向心力。（答案10N）●●rω【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】飛行中的鳥和飛機(jī)要改變飛行方向時(shí)，鳥的身體或飛機(jī)的機(jī)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(yùn)動(dòng)，則空氣對(duì)老鷹作用力的大小等于()探究三：一般曲線運(yùn)動(dòng)【典例3】一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來(lái)代替，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為：通過(guò)A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑ρ叫做A點(diǎn)的曲率半徑。現(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(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(shuō)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．向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果來(lái)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(yùn)動(dòng)的方向，不改變物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2，在相同時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過(guò)60°角，乙轉(zhuǎn)過(guò)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(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是（）A．兩物體沿切向方向滑動(dòng)B．兩物體均沿半徑方向滑動(dòng)，離圓盤圓心越來(lái)越遠(yuǎn)C．兩物體仍隨圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生滑動(dòng)D．物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體A發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤圓心越來(lái)越遠(yuǎn)6.（多選）長(zhǎng)為L(zhǎng)的懸線固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)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(diǎn)在同一水平面上無(wú)初速度釋放，小球到懸點(diǎn)正下方時(shí)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(gè)小球A、B，用長(zhǎng)L=0.8m的細(xì)繩懸于以v=4m／s向右勻速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，此時(shí)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