高中物理 第五章《向心力》学案 新人教版必修2.doc

第五章 曲线运动5.6 向心力学案【学习目标】1. 知道什么是向心力，理解它是一种效果力2. 体验向心力的存在，3. 知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用来进行计算4. 理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系【重点难点】1。知道什么是向心力，理解它是一种效果力2.向心力来源的分析【课前预习】1.做匀速圆周运动的物体具有 ，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于物体指向 的合力，这个合力叫做 。把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律得向心力的表达式fn= = 。2.向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种 来命名的，它是根据 来命名的。3.做变速圆周运动的物体，根据它所受合力f产生的效果，可以把f分解为两个相互垂直的分力；跟 的分力ft和 的分力fn、ft产生 的加速度，这就是 。切向加速度描述物体速度 改变的快慢，fn产生 的加速度，这就是 。切向加速度描述物体速度 改变的快慢4.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 ，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了【探究与生成】问题如何分析向心力的来源教师点拨匀速圆周运动的向心力由合力提供；变速圆周运动的向心力由合力沿半径方向的分力提供受力分析时向心力不要分析，因为向心力是效果力。gfnf例1、分析下面各种匀速圆周运动中物体a的向心力是由哪些力提供？1、如图所示，小物体a与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动。解析：物体a受到重力、支持力和静摩擦力的作用，由于重力和支持力合力为零，所以向心力由静摩擦力提供，其受力如右图所示2、如图所示，玻璃球a沿半球行碗的内壁在水平面内做匀速圆周运动做运动（不计摩擦）。fngafna 解析：支持力的玻璃球a受到重力和作用，其向心力由提供重力与支持力的合力，受力如右图所示。拓展与分享: 讨论：(1)受力分析时向心力要分析吗？(2)匀速圆周的向心力一定是合力吗？gnggt例2、如图所示，绳子一端固定另一端栓一个小球，让小球在竖直平面内做变速圆周运动，当小球运动到图中位置时小球向心力的来源。解析：小球受重力和绳子的拉力，把重力沿切线方向和沿半径方向分解，其向心力由绳子的拉力与重力沿半径方向分力的合力，如图所示。拓展与分享: 讨论：(1)变速圆周运动的向心力是由合力提供吗？(2)由物体的受力怎样求变速圆周运动的向心力？【课堂练习】1、下列关于做匀速圆周运动的物体的说法中，正确的是（ ）a.物体除受其他的力还要受到一个向心力的作用b.物体所受的合外力提供向心力c.所受的向心力是一个恒力lmd.所受的向心力大小一直在变化2、如图所示，将一质量为m的摆球用长为l的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球a的受力情况，下列说法中正确的是（ ）a摆球受重力、拉力和向心力的作用 b摆球受拉力和向心力的作用c摆球受重力和拉力的作用 d摆球受重力和向心力的作用3、有a、b、c三个相同材料制成的物体放在水平转台上，它们的质量之比为321，它们与转轴之间的距离为123。当转台以一定的角速度旋转时，它们均无滑动，它们受到的静摩擦力分别为，比较这些力可得（ ） a b c d 5、6 向心力练案【a组】1、 关于向心力，下列说法正确的是 ( ) a.向心力是一种效果力 b.向心力是一种具有某种性质的力 c.向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变速度的大小 d.向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小2、飞机在空中做匀速圆周运动表演时，下列说法正确( )a.飞机必须受到恒力的作用b.飞机所受合力必须等于零c.飞机所受合力的大小可能变化d.飞机所受合力的大小不变，方向时刻改变3、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，物体的向心力是由下列哪个力提供( )a重力 b弹力 c静摩擦力 d滑动摩擦力4、如图所示，轻杆的一端有一小球，另一端有光滑固定轴o，现给球一初速度，使球和杆一绕o轴在竖直面内转动，不计空气阻 力，用f表示球到达最高点时杆对小球的作用力，则f( ) a一定是拉力b一定是推力c一定等于零d可能是拉力，可能是推力，也可能等于零5、一个做匀速圆周运动的物体若其半径不变，角速度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60 n，物体原来所需的向心力是 n。 【b组】1、如图9所示，用细线将一小球悬挂在匀速前进的车厢里，当车厢突然 制动时（ ） a线的张力不变； b线的张力突然减小； c线的张力突然增大； d线的张力如何变化无法判断。2.如图所示，质量为m的滑块从半径为r的光滑固定的圆弧形轨道的a点滑到b点，下列说法中正确的是（ ） a.向心力大小逐渐增大 b.向心力逐渐减小 c.向心加速度逐渐增大 d.向心加速度逐渐减小3.如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的小球a、b紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动.则（ ）aba.球a的线速度必大于球b的线速度b.球a的角速度必小于球b的角速度c.球a的运动周期必小于球b的运动周期d.球a对筒壁的压力必大于球b对筒壁的压力4如图所示，原长为15cm的轻质弹簧，劲度系数为100n/m，一端系在圆盘的中心o，另一端系一质量为1kg的金属球，不计摩擦，当盘和球一起旋转时弹簧伸长量为5cm，则盘旋转的向心加速度为 ，角速度为 。5、在双人花样滑冰的运动中，我们有时会看到女运动员被男运动员拉着做圆锥摆运动的精彩场面.如果目测女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角约为45，那么她所受到的拉力估计有多少牛顿？6、质量相等的小球a、b分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕o点匀速转动时，如图所示。求棒的oa段及ab段对球的拉力之比。bao5.6 参考答案【课前预习】 1.向心加速度， 圆心， 向心力， mv2/r, mw2 r 2. 性质，力的作用效果 3、圆周相切，指向圆心的分力， 切线方向，切向加速度，大小4、指向圆心，向心加速度，方向 4、圆弧【课堂练习】1.b 2.c 3.d【a组】1.ad 2. d 3. b 4. d 5. 20 n【b组】1. c 2.ac 3.ab 4. 5 m/s2, 5 rad/s5、解析：花样滑冰女运动员做圆锥摆