山东省临沭第二中学高中物理 第五章 向心力学案（无答案）新人教版必修2.doc

课题：向心力【学习目标】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】理解向心力的概念，掌握向心力和向心加速度的关系。【教学难点】掌握有关向心力的来源及相关特点。【问题导学】目标一：向心力1、向心力定义：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向_的合力，这个合力叫做向心力。2、向心力的大小：fnman = _=_=_=_= _.3、向心力的方向:总是沿半径指向_，由于_时刻改变，所以向心力是变力。4、向心力的来源：（1）向心力是效果力，可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质力提供。（2）向心力可以是物体所受的_.（3）向心力可以是某个力的_.说明：如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的合外力；如果物体做非匀速圆周运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。问题:说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的ra 小球在光滑水平面上做匀速圆周运动b 小球在漏斗内做匀速圆周运动。(漏斗内壁光滑）c 在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力，向心力由谁提供（参考课本25页图5.6-7）目标二：向心力大小的粗略验证分析课本实验，加深对向心力的理解：h1、用秒表记录钢球运动若干周的 ，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的 ，2、用 测出钢球的质量m,3、由上述所测物理量利用那些公式计算钢球所受的向心力 4、再从另一方面计算钢球所受的向心力= 。目标三：变速圆周运动和一般曲线运动1、变速圆周运动：变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果。（1）合外力f跟圆周相切的分力ft，此分力产生_加速度at，描述_变化的快慢。（2）合外力f指向圆心的分力fn，叫向心力，此分力产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的_,描述_变化的快慢。2、一般曲线运动的研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作_,圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的_.这样,质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理。目标四：竖直平面内的圆周运动（绳、杆模型） 对于物体在竖直平面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动，该类运动常有临界问题，并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语，常分析两种模型：绳模型、杆模型。两种模型过最高点的临界条件不同，其实质原因主要是：（1）“绳”（或圆轨道内侧）不能提供支撑力，只能提供拉力。（2）“杆”（或在圆环状细管内）既能承受压力，又能提供支撑力。“绳”模型（1）当v ，向心力由重力和绳的拉力提供，小球做圆周运动能过最高点。（2）当v ，绳的拉力为0.，只有重力提供向心力，小球做圆周运动刚好能过最高点。（3）当v ，小球不能通过最高点，在到达最高点之前要脱离圆周轨道。 “杆”模型：（1）当v =，杆对小球既没有拉力，也没有支持力，此时向心力完全由 提供；（2）当v，杆对小球产生 ， v越大，这个力将 。（3）当v，杆对小球产生 ， v越小，这个力将 。ormv（4）当v = 0 ， 杆对小球支持力等于 ，小球做圆周运动刚好能过最高点。vmor“绳”模型“杆”模型实践练题基础题（一看就懂，一做就会） 1. 关于向心力，以下说法中正确的是（ ） a向心力是除物体所受重力、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向心力是线速度方向变化的原因 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 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4. 如图1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 图15.如图1所示，半径为r的圆筒绕轴以角速度匀速转动，物体m与圆筒壁的动摩擦因数为，设，为使 m 不下滑，至少为多大？达标题（跳起来，摘下丰硕果）6.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为12，转动半径之比为12，在相同时间里甲转过60角，乙转过45角。则它们的向心力之比为（ ） a14 b23 c49 d9167.有一质量为m的小物块，由碗边滑向碗底，该碗的内表面是半径为r的圆弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物块的运动速率恰好保持不变.则（ ）a.物块的加速度为零 b.物块所受合力为零c.物块所受合力大小一定，方向改变 d.物块所受合力大小、方向均一定8.做匀速圆周运动的物体，如果轨道半径不变，转速变为原来的3倍，所需的向心力就比原来的向心力大40 n，物体原来的向心力大小为_ .9.在一段半径为r的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的倍,则汽车拐弯时的安全速度是 ( ) a. b. c. d.10.如图，已知绳长a0.2m，水平杆长b0.1m，小球质量m0.3kg，整个装置可绕竖直轴转动。（1）要使绳子与竖直方向成450角，试求该装置必须以多大的角速度旋转？（2）此时绳子对小球的拉力为多大？拓展题组（勇往直前，试一试）11.如图所示,在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上,有两个质量相等的小物块a和b,它们分别紧贴漏斗的内壁.在不同的水平面上做匀速圆周运动,则以下叙述正确的是( )a物块a的线速度大于物块b的线速度 b物块a的角速度大于物块b的角速度 c物块a对漏斗内壁的压力大于物块b对漏斗内壁的压力 d物块a的周期小于物块b的周期 12.用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，下列说法正确的是（ ）a 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力b 小球在圆周最高点时绳子的拉力不可能为0c小球在圆周最低点时拉力一定大于重力d 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码m相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小m的质量，则物体的轨道半径r、角速度、线速度v的大小变化情况是（ ）r不变，v变小、变小 br增大，减小、v不变cr减小，v不变、增大 dr减小，不变、v变小14.绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求（1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？