向心力《向心力》导学案

1 向心力向心力 导学案导学案 姓名 姓名 班级班级 组名组名 指导老师指导老师 月月 日日 学习目标 学习目标 1 理解向心力的概念 理解向心力的概念 2 知道向心力与哪些因素有关 理解公式的确切含义并能用来计算 知道向心力与哪些因素有关 理解公式的确切含义并能用来计算 3 能够应用向心力公式求解圆周运动的问题 能够应用向心力公式求解圆周运动的问题 教学重点 教学重点 理解向心力公式的确切含义 理解向心力公式的确切含义 教学难点教学难点 向心力公式的运用 向心力公式的运用 设疑自探设疑自探 一 向心力一 向心力 1 1 向心力 做 向心力 做 运动的物体 会受到指向运动的物体 会受到指向 的合力 这个合的合力 这个合 力叫做向心力 力叫做向心力 1 1 向心力总是指向圆心 始终与 向心力总是指向圆心 始终与 垂直 只改变速度的垂直 只改变速度的 而而 不改变速度的不改变速度的 2 2 向心力是根据力的 向心力是根据力的 命名 可是各种性质的力 也可以是命名 可是各种性质的力 也可以是 它们的它们的 还可以是某个力的 还可以是某个力的 3 3 如果物体做匀速圆周运动 向心力就是物体受到的 如果物体做匀速圆周运动 向心力就是物体受到的 如果 如果 物体做物体做 运动 线速度大小时刻改变 运动 线速度大小时刻改变 向心力并非是物体受到的 向心力并非是物体受到的 合外力 合外力 4 4 向心力的公式 向心力的公式 F ma F ma 二 变速圆周运动和一般曲线运动二 变速圆周运动和一般曲线运动 1 1 物体做变速圆周运动时 若合外力方向 物体做变速圆周运动时 若合外力方向 与与 夹角小于夹角小于 90900 0 此时把 此时把 F F 分解为两个互相分解为两个互相 的分力 跟圆的分力 跟圆 的的 F Ft t和指向和指向 的的 F Fn n 如图所示 其中 如图所示 其中 F Ft t只改变只改变 v v 的的 F Fn n只改变只改变 v v 的的 F Fn n产生的加速度就是产生的加速度就是 加速度 若加速度 若 F F 与与 v v 的夹角大于的夹角大于 90900 0时 时 F Ft t使使 v v 减速 减速 F Fn n改变改变 v v 的方向 综上可知同时具有向心加速度和的方向 综上可知同时具有向心加速度和 加速加速 度的圆周运动就是变速圆周运动 度的圆周运动就是变速圆周运动 2 2 一般曲线运动 一般曲线运动 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动 称为一般的曲线运动 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动 称为一般的曲线运动 一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段 每一小段看成一小段一般的曲线运动可以把曲线分割成许多小段 每一小段看成一小段 然后当作许多然后当作许多 不同的圆处理 再应用圆周运动的分析方法处理 不同的圆处理 再应用圆周运动的分析方法处理 F Ft Fn O Ft Fn F O mvrfm T rm 22 2 2 4 4 2 r 物块随圆盘一起转动 漏斗内壁光滑 AB 解疑合探 一 解疑合探 一 一 问题一 问题 1 分析下面几种情况中作圆 分析下面几种情况中作圆周运动的物块或周运动的物块或小球小球向心力的来源 向心力的来源 解疑合探 二 解疑合探 二 如图所示 长如图所示 长 0 40m0 40m 的细绳 一端拴一质量为的细绳 一端拴一质量为 0 2kg0 2kg 的小球 在光滑水平面的小球 在光滑水平面 上绕绳的另一端做匀速圆周运动 若运动的角上绕绳的另一端做匀速圆周运动 若运动的角 速度为速度为 5 0rad s5 0rad s 求绳对小球需施多大拉力 求绳对小球需施多大拉力 质疑再探质疑再探 1 1 在匀速圆周运动中 下列物理量不变的是 在匀速圆周运动中 下列物理量不变的是 A A 向心加速度 向心加速度 B B 线速度 线速度 C C 向心力 向心力 D D 角速 角速 度度 2 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 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 A 物体除其他的力外还要受到 物体除其他的力外还要受到 个向心力的作用个向心力的作用 B B 物体所受的合外力提供向心力 物体所受的合外力提供向心力 C C 向心力是一个恒力 向心力是一个恒力 A B C 3 D D 向心力的大小 向心力的大小 直在变化直在变化 3 3 下列关于向心力的说法中正确的是 下列关于向心力的说法中正确的是 A A 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B 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 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 分析时应该画出分析时应该画出 C 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 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种力或某几种力的合力 D D 向心力只改变物体运动的方向 不改变物体运动的快慢 向心力只改变物体运动的方向 不改变物体运动的快慢 4 4 关于匀速圆周运动的周期大小 下列判断正确的是关于匀速圆周运动的周期大小 下列判断正确的是 A A 若线速度越大 则周期一定越小 若线速度越大 则周期一定越小 B B 若角速度越大 则周期一定越小 若角速度越大 则周期一定越小 C C 若半径越大 则周期一定越大 若半径越大 则周期一定越大 D D 若向心加速度越大 则周期一定越大 若向心加速度越大 则周期一定越大 5 5 有一质量为 有一质量为 m m 的小物块 由碗边滑向碗底 该碗的内表面是半径为的小物块 由碗边滑向碗底 该碗的内表面是半径为 R R 的的 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 则 A A 物块的加速度为零物块的加速度为零 B B 物块所受合力为零物块所受合力为零 C C 物块所受合力大小一定 方向改变物块所受合力大小一定 方向改变 D D 物块所受合力大小 方向均一定物块所受合力大小 方向均一定 6 6 如图所示 在匀速转动的水平圆盘上 沿半径方向放着用细线相连的质 如图所示 在匀速转动的水平圆盘上 沿半径方向放着用细线相连的质 量相等的两个物体量相等的两个物体 A A 和和 B B 它们与盘间的摩擦因数相同 当圆盘转动到两个 它们与盘间的摩擦因数相同 当圆盘转动到两个 物体刚好还未发生滑动时 烧断细线 两个物体的运动情况是物体刚好还未发生滑动时 烧断细线 两个物体的运动情况是 A A 两物体沿切向方向滑动 两物体沿切向方向滑动 B B 两物体均沿半径方向滑动 离圆盘圆心越来越远 两物体均沿半径方向滑动 离圆盘圆心越来越远 C C 两物体仍随圆盘一起做圆周运动 不发生滑动 两物体仍随圆盘一起做圆周运动 不发生滑动 D D 物体 物体 B B 仍随圆盘一起做匀速圆周运动 物体仍随圆盘一起做匀速圆周运动 物体 A A 发生滑动 离发生滑动 离 圆盘圆心越来越远圆盘圆心越来越远 7 7 甲 乙两个物体都做匀速圆周运动 其质量之比为 甲 乙两个物体都做匀速圆周运动 其质量之比为 1 21 2 转动半径之比 转动半径之比 4 为为 1 21 2 在相同时间里甲转过 在相同时间里甲转过 60 60 角 乙转过角 乙转过 45 45 角 则它们的向心力之角 则它们的向心力之 比为 比为 A A 1 41 4 B B 2 32 3 C C 4 94 9 D D 9 169 16 8 8 长为 长为L L的悬线固定在的悬线固定在O O点 在点 在O O点正下方点正下方 L 2L 2 处有一钉子处有一钉子C C 把悬线另一 把悬线另一 端的小球端的小球m m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放 小球到悬点正下方时拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放 小球到悬点正下方时 悬线碰到钉子 则小球的 悬线碰到钉子 则小球的 A A 线速度突然增大 线速度突然增大 B B 角速度突然增大 角速度突然增大 C C 向心加速度突然增大 向心加速度突然增大 D D 悬线拉力突然增大 悬线拉力突然增大 9 9 如下图所示 将完全相同的两个小球如下图所示 将完全相同的两个小球A A B B 用长 用长L L 0 8 0 8 m m 的细绳悬于以的细绳悬于以 v v 4 4 m m s s 向右匀速运动的小车顶部 两球与小车前后壁接触 由于某种原因 向右匀速运动的小车顶部 两球与小车前后壁接触 由于某种原因 小车突然停止运动 此时悬线的拉力之比小车突然停止运动 此时悬线的拉力之比F FB B F FA A为为 g g 10 10 m m s s2 2 A 1 1 B 1 2 C 1 3 D 1 4 老师指导老师指导 解疑合探 一 解疑合探 一 解析 对作圆周运动的各物体进行受力分析 分析是什么力充当向心力 随解析 对作圆周运动的各物体进行受力分析 分析是什么力充当向心力 随 圆盘转动的物块的向心力是圆盘对物块的静摩擦力 漏斗内作圆周运动的小圆盘转动的物块的向心力是圆盘对物块的静摩擦力 漏斗内作圆周运动的小 球的向心力是小球受的重力和漏斗壁对它弹力的合力 作摆动的小球的向心球的向心力是小球受的重力和漏斗壁对它弹力的合力 作摆动的小球的向心 力是它所受重力法向分力和绳子拉力的合提供 力是它所受重力法向分力和绳子拉力的合提供 解疑合探 二 解疑合探 二 解析解析 运动中 小球受到竖直向下的重力运动中 小球受到竖直向下的重力 G 竖直向上的水平面支持力 竖直向上的水平面支持力 N 和和 沿绳指向圆心的绳的拉力沿绳指向圆心的绳的拉力 F 如图所示 这三个力的合力提供了小球做匀速 如图所示 这三个力的合力提供了小球做匀速 圆周运动所需的向心力 由于其中重力圆周运动所需的向心力 由于其中重力 G 和支持力和支持力 N 为一对平衡力 因此为一对平衡力 因此 实际由绳的拉力为小球做匀速圆周运动的向心力 实际由绳的拉力为小球做匀速圆周运动的向心力