22研究匀速圆周运动的规律

三大段 一中心 五环节 高效课堂导学案制作人： 修改人： 审核人：班级： 高一 姓名： 组名： 课 题2.2研究匀速圆周运动的规律学习目标1、理解向心加速度和向心力的概念2、知道向心力和向心加速度。通过实验探究向心力的大小与质量、角速度、半径的定量关系。3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。4、能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，通过实例认识向心力的作用及来源。教学重点1、 理解向心力和向心加速的概念。2、 知道向心力大小F=mr2= m2/r，向心加速度的大小a= r2= 2/r，并能用来进行计算。教学难点1、 匀速圆周运动的向心力和向心加速度都是大小不变，方向在时刻改变。2、 理解向心力是按作用效果命名的效果力。学法指导过程与方法：探究性学习法。学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果；教师启发、引导。学 习 过 程一、 复习提问物体分别做直线运动、曲线运动时，所受的合外力F合与速度0存在什么关系？描述匀速圆周运动快慢的物理量有哪几个？这几个物理量有什么特点？二、向心力和向心加速度做“水流星”实验,问题：为什么盛水的杯子以一定的速度做圆周运动，水不从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，杯口已经朝下，水也不会从杯里洒出来？（1）实验：、在光滑的水平玻璃板上做实验a、用手击小球，使小球做圆周运动b、当细铜丝从弹簧末端滑出时，小球沿着切线方向做匀速直线运动学生讨论、分析：当小球还没滑出去时，小球做什么运动，受到哪几个力的作用，合力是什么，有什么作用？在光滑的玻璃板上套有一张白纸，同时将上述的小球沾上印泥，重复以上实验学生讨论、分析：当小球还没滑出去时，小球做什么运动，受到哪几个力的作用，合力是什么，有什么作用？通过讨论得到结果： 向心加速度 定义： 方向： 1、 向心力的大小猜想：向心力大小与哪些因素有关？实验研究F向与m、r、的关系实验方法：控制变量法（2）实验过程 a：质量不同的钢球和铝球，当它们运动的半径r和角速度相同时，比较向心力的大小 b：两个质量相同的小球，保持运动半径相同，观察向心力与角速度之间的关系 c：两个质量相同的小球，保持小球运动的角速度相同，观察向心力的大小与运动半径之间的关系。实验表格二球相同的物理量不同的物理量观察结果1 r、 mm越大，F向越大2 m、 rr越大，F向越大3 m、r 越大，F向越大实验结论： （4）总结得到：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度都有关系，且给出公式：F向 3、向心加速度：a= 向心力的大小还可以用F向=m2/r来表达，同样向心加速度也可表示为a= 4、 速圆周运动的特点：大小不变，方向始终 ，是变速度F：大小不变，方向始终指向 ，是变力它的作用效果：只改变 ，不改变速度的大小a：大小不变，方向始终指向圆心，是变加速度它是表示物体 的物理量以上各点说明了匀速圆周运动是变加速运动得出：当w一定时，a 当v一定时，a 5、接下来请同学们思考以下3个问题：系着绳子的小球在水平面上做匀速圆周运动，其圆心在哪里，受到几个力的作用？向心力是什么？系着绳子的小球在竖直平面上做匀速圆周运动，小球在最高点、最低点的受力情况如何？（如图3）(3)使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动，物体受到哪些力的作用？向心力由什么提供的？（如图1） 如图2三、巩固练习1A、B两质点均做匀速圆周运动，mAmB=RARB=12，当A转60转时，B正好转45转，则两质点所受向心力之比为多少？2如图1，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三物与转盘的最大静摩擦因数均为，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为R，C离轴2R，若三物相对盘静止，则 图 1A每个物体均受重力、支持力、静摩擦力、向心力四个力作用BC的向心加速度最大CB的摩擦力最小D当圆台转速增大时，C比B先滑动，A和B同时滑动图 23如图，线段OA=2AB，AB两球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度转动时，两线段拉力之比TBA：TOB为 .A23 B32 C53 D214关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，错误的是A由a=可知，a与r成反比B由a=2r可知，a与r成正比C由v=r可知，与r成反比D由=2n可知，与n成反比5如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1r2，O1C=r2，则三点的向心加速度的关系为图AaA=aB=aC BaCaAaBCaCaAaA6下列关于向心力的说法中，正确的是A物体由于做圆周运动产生了一个向心力B做匀速圆周运动的物体，其向心力为其所受的合外力C做匀速圆周运动的物体，其向心力不变D向心加速度决定向心力的大小7有长短不同，材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么A两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C两个球以相同的周期运动时，短绳易断D不论如何，短绳易断8一质量为m的木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为r的球面，由于摩擦力的作用，木块运动的速率不变，则A木块的加速度为零B木块所受合外力为零C木块所受合外力的大小一定，方向改变D木块的加速度大小不变9关于向心加速度，下列说法正确的是A它描述的是线速度方向变化的快慢B它描述的是线速度大小变化的快慢C它描述的是向心力变化的快慢D它描述的是转速的快慢10如图所示，原长为L的轻质弹簧，劲度系数为k，一端系在圆盘的中心O，另一端系一质量为m的金属球，不计摩擦，当盘和球一起旋转时弹簧伸长量为L，则盘旋转的向心加速度为_，角速度为_。图11小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速率为a，则A小球受到的合力是一个恒力B小球运动的角速度为C小球在时间t内通过的位移为D小球的运动周期为212汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为，那么汽车行驶的最大速率为_。四、 课后作业1下列说法正确的是A匀速圆周运动是一种匀速运动B匀速圆周运动是一种匀变速运动图C匀速圆周运动是一种变加速运动D物体做圆周运动时其向心力垂直于速度方向，不改变线速度的大小2如图所示为质点P、Q做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图线表示质点P的图线是双曲线，表示质点Q的图线是过原点的一条直线由图线可知图A质点P的线速度大小不变B质点P的角速度大小不变C质点Q的角速度随半径变化D质点Q的线速度大小不变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，物体所受向心力是A重力 B弹力C静摩擦力 D滑动摩擦力4一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 N5甲乙两质点绕同一圆心做匀速圆周运动，甲的转动半径是乙的34，当甲转60周时，乙转45周，甲乙两质点的向心加速度之比 6水平转盘上放一小木块，当转速为60r/min时，木块离轴8 cm，并恰好与转盘间无相对滑动；当转速增加到120 r/min时，木块应放在离轴 cm处才能刚好与转盘保持相对静止7图是用以说明向心力和质量、半径之间关系的仪器，球P和Q可以在光滑杆上无摩擦地滑动，两球之间用一条轻绳连接，2，当整个装置以匀速旋转