辽宁省沈阳市第二十一中学高中物理 5.6向心力教学案（无答案）新人教版必修2.doc

5-6向心力【教学目标】1理解向心力的概念及其表达式的确切含义2知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算3知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度【教学重点】1体会牛顿第二定律在向心力上的应用2明确向心力的意义、作用、公式及其变形【教学难点】如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象【教学内容】一、教材要点1向心力(1) 定义：做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力，叫做向心力。(2) 特点：方向总是与线速度的方向垂直，从不同的角度指向圆心，故方向时刻在变化，所以向心力是变力，是一个按效果命名的力。(3) 大小：f=m2r=m=m(2f)2r=思考 根据公式fn=m和fn=m2r，物体做匀速圆周运动时，当半径比较大的时候，向心力比较大还是比较小？(4) 向心力是产生向心加速度的原因，向心加速度的方向时刻在变化，则向心力的方向也随之变化，所以说匀速圆周运动是变加速运动。 向心力的作用效果：向心力总是指向圆心，而线速度是沿圆周的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向，而不改变速度的大小。2对向心力公式的理解3对于向心力的来源向心力是做圆周运动的物体受到的沿着半径指向圆心的力，它可以由某一个力单独承担，也可以是几个力的合力，还可以是物体受到的合外力在沿半径指向圆心方向上的分量。4解决匀速圆周运动有关的问题的方法和步骤(1) 明确研究对象并对其受力分析。(2) 明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置，进一步求出物体所受的合力或向心力。(3) 由牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式列方程。(4) 求解或分析讨论。二、例题解析例1 关于向心力，以下说法中不正确的是a是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力b向心力就是做圆周运动的物体所受的合力c向心力是线速度变化的原因d只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动（例2）例2 如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（ ）a物体所受弹力增大，摩擦力也增大b物体所受弹力增大，摩擦力减小c物体所受弹力减小，摩擦力减小d物体所受弹力增大，摩擦力不变（例3）例3 如图所示，a、b、c三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，a的质量是2m，b和c的质量均为m，a、b离轴为r，c离轴为2r。当圆台旋转时，则a若a、b、c均未滑动，则c的向心加速度最大b若a、b、c均未滑动，则b的摩擦力最小c当圆台转速增大时，b比a先滑动d圆台转速增大时，c比b先滑动（例4）例4 长为l的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于o点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线l与竖直方向的夹角是时，求：(1) 线的拉力f； (2) 小球运动的线速度的大小；(3) 小球运动的角速度及周期。三、课堂小结四、基础巩固1在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（ ）a向心加速度 b线速度 c向心力 d角速度2下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是 ( ) a物体除其他的力外还要受到个向心力的作用b物体所受的合外力提供向心力 c向心力是一个恒力d向心力的大小直在变化 3下列关于向心力的说法中正确的是（ ）a物体受到向心力的作用才可能做圆周运动b向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出c向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力d向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢4 如图所示的圆锥摆中，摆球a在水平面上作匀速圆周运动，关于a的受力情况，下列说法中正确的是（ ）a摆球a受重力、拉力和向心力的作用；b摆球a受拉力和向心力的作用；c摆球a受拉力和重力的作用；d摆球a受重力和向心力的作用。（第5题）（第4题）（第6题）5如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，物体所受向心力是 ( )a重力b弹力 c静摩擦力 d滑动摩擦力6如图所示，一圆盘可绕通过圆盘中心o且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一小木块a，它随圆盘一起做匀速圆周运动。则关于木块a的受力，下列说法正确的是（ ） a木块a受重力、支持力和向心力b木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向指向圆心c木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向与木块运动方向相反d木块a受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力的方向与木块运动方向相同7如图所示，行车的钢丝长l=3m，下面吊着质量为m=2.8103kg的货物，以速度v=2m/s匀速行驶行车突然刹车，钢丝绳受到的拉力是多少?（第7题）五、课后训练1关于向心力，下列说法中正确的是 ( )a物体由于做圆周运动而产生了向心力 b向心力不改变圆周运动物体的速度大小c做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的d做匀速圆周运动的物体其向心力为物体所受的合外力2一个质量为m的物体在水平转盘上，距离转轴的距离为r，当转盘的转速为n时，物体相对于转盘静止，如果转盘的转速增大时，物体仍然相对于转盘静止，则下列说法中正确的是 ( ) a物体受到的弹力增大 b物体受到的静摩擦力增大c物体受到的合外力不变 d物体对转盘的压力减小3如图所示，质量为m的滑块从半径为r的光滑固定圆弧形轨道的a点滑到b点，下列说法中正确的是（ ）（第3题）a它所受的合外力的大小是恒定的b向心力大小逐渐增大c向心力逐渐减小d向心加速度逐渐增大4一木块放于水平转盘上，与转轴的距离为r，若木块与盘面间的最大静摩擦力是木块重力的倍，则转盘转动的角速度最大是_。5一根长为0.8米的绳子，它能承受的最大拉力是8n，现在它的一端拴有一质量为0.4kg的物体，使物体以绳子另一端为圆心，在竖直平面内作圆周运动，当物体运动到最低点时绳子刚好被拉断，那