56《向心力》导学案

1、向心力导学案【学习目标】1. 理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点，知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。2. 自主学习、合作探究，会分析向心力来源并进行计算。3. 积极投入，全力以赴，养成科学思维习惯和严谨的态度。【重点】明确向心力的意义、作用及其公式。【难点】匀速圆周运动的处理方法。预习案【知识梳理】一、向心力1. 定义：做匀速圆周运动的物体受到 的合力。2. 方向：始终指向 ,与方向垂直。3. 公式：F,=或 F” o4. 来源：(1) 向心力是按照力的命名的。 匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ,也可能是某个力的分力。5. 作用：产生 ,改变线速度的方向。二、

2、实验验证1. 装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做 ,组成一个圆周摆，如图所示。2. 求向心力：(1) 可用F,= 计算钢球所需的向心力。(2) 可计算 和的合力。3. 结论：代入数据后比较计算出的向心力几和钢球所受合力F仔的大小，即可得出结论：钢球需要的 等于钢球所受外力的 O三、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动：变速圆周运动所受合外力 向心力，合外力产生两个方向的效果：(1)沿着半径指向圆心的分力 F”，只改变线速度的方 向，产生 加速度；(2)跟圆周相切的分力耳，只改变线速度的大小，产生 加速度，此加速度描述线速度 的快慢。即若合外力方向与 夹角小于

3、90°,此时把 F 分解为两个互相_的F”，如图所示，其中F,只,F ”生的加速度就是 加F”改变v的方向，综上可知同时 加速度的圆周运动就是变的分力：跟圆的R和指向改变v的 ,F ”改变v的_速度。若F与v的夹角大于90°时，F,使v减速，具有向心加速度和 速圆周运动。一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看 做一小段 ,研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的 处理方法 进行处理。探究案【质疑探究】一质疑解疑、合作探究探究点一向心力表达式的推导问题1分析下血几种情况中作圆周运动的物块或小球向心力的来源：物块随圆盘一起转动B运用牛顿第二定律和向

4、心加速度的表达式推导向心力公式。探究点二向心力的理解问题2 :向心力是一种性质力还是效果力?问题3 :向心力的方向如何？向心力是恒力还是变力？为什么?问题4 :向心力改变的是线速度的大小还是方向？为什么？针对训练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向心力B. 向心力是根据性质命名的一种力C. 向心力不改变做圆周运动物体线速度的大小D. 做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 规律总结：探究点三向心力来源分析问题5 :如图所不，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体P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 问题6 :如图所示，将一

5、质量为"2的摆球用长Z的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，'O'细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于圆锥摆的受力情况,摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受拉力和向心力的作用摆球受重力和拉力的作用摆球受重力和向心力的作用A.B.C.D.针对训练2:如图所示，小物块/与圆盘保持相对静止，匀速圆周运 跟着圆盘一起做动，则下列关于”的受力情况说法正确的是受重力、受重力、力、受重力、支持力B. 支持力和指向圆心的摩擦力C. 支持力、摩擦力和向心力D. 支持力和与运动方向相同的摩擦力受重（）规律总结：探究点四匀速圆周运动与变速圆周运动问题7 :做

6、圆周运动的物体所受合力和向心力有什么区另U?问题&匀速圆周运动的受力特点是什么？问题9 :链球运动员投掷时可以通过抡绳子来调节链球速度的大小。这给我 们带来疑问：难道向心力可以改变速度的大小吗？这到底是什么原因呢？针对训练3 :物体做匀速圆周运动的条件是（）A. 物体有一定的初速度，目.受到一个始终和初速度垂直的恒力作用B. 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变，方向变化的力的作用C. 物体有一定的初速度，目.受到一个方向始终指向圆心的力的作用D. 物体有一定的初速度，且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用规律总结：【典例剖析】匀速圆周运动的处理方法例题一如图所示，光滑水平桌

7、面上0处有一光滑的圆孔，一根轻绳一端系质量为加的小球，另一端穿过小孔拴一质量为M的木块。当以某一角速度在桌面上作匀速圆周运动时，木块M恰能静止不动，这时小球圆周运动的半径为r,求此时小球作匀速圆周 运动的角速度为多大？例题二如图所不，半径为的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A, A与碗壁间的动摩擦因数为n ,当碗绕竖直轴 00,匀速转动时，物体/刚好能紧贴在碗口附近随碗 一起匀速转动而不发生相对滑动o求碗转动的角【当堂达标】1、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

8、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、方向均一疋2、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A和B,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（）A. 两物体沿切向方向滑动B. 两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远C. 两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动D. 物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远3、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1 : 2,转动半径之比 为1: 2,在相同时间里甲转过60。角，乙转过45°角

9、。则它们的向心 力之比为（）A. 1 : 4B. 2 :3C. 4 :9D.9 :164、长为Z的悬线固定在。点，在。点正下方L/2处有一钉子C,把悬线另一4 I 屮方时端的小球加拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下悬线碰到钉了，则小球的（）A.线速度突然增大B.角速度突然增大C.向心加速度突然增大D.悬线拉力突然增大5. 女口下图所示，将完全相同的两个小球/、B,用长Z=0.8 m的细绳悬于以厂4m/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，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比%比为（沪 10m/s'）（）A.1 : 1B.1 : 2C.1 : 3

10、 D.1 : 46、一根原长为lo=O. Im的轻弹簧，一端拴住质量为 m=0. 5kg的小球，以另 一端为圆 心在光滑的水平面上做匀速圆周运动，如图所示，角速度为0 =10rad/s,弹簧的劲度系数k=100N/m,求小球做匀速圆周运动所受到的向心力。（答案10N）向心力课后训练1.下面关于向心力的叙述中正确的是（）A. 向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力B. 做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用外，还一定受到一个向心力的作用C. 向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力D. 向心力只改变物体速度的方向，不改变物

11、体速度的大小2.关于向心力的说法正确的是（）A. 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B. 向心力不改变圆周运动物体速度的大小C. 做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D. 做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变3. 如图676所示，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球受力说法正确的是（）A.只受重力B.只受拉力C.受重力、拉力和向心力D.受重力和拉力4. 下列说法正确的是（）A. 做匀速圆周运动的物体的加速度恒定B. 做匀速圆周运动的物体所受合外力为零C. 做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的D. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态5. 质量相等

12、的A、B两物体，放在水平的转台上，/离轴的距离是D离轴距离的一半，如图 6 7 7所示.当转台旋转时，A, B都无滑动，则下列说法正确的是（A. 因为a=mR而RB>RA，所以B的向心加速度比乂大B. 因为aAv/R,而RB>rX，所以/的向心加速度比B大C. 因为质量相等，所以它们受到的台面摩擦力相等D. 转台对B的静摩擦力较小6. 如图67 9所药；，质量为m的木块，从半径为r的竖直圆轨道上的 A 点滑向B点，由于摩擦力的作用，木块的速率保持不变，贝U在这个过程中（）A. 木块的加速度为零B. 木块所受的合外力为零C. 木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心D. 木块所受合外力的大小和方向均不变7. 质量为m的滑块从半径为 R的半球形碗的边缘滑向碗底，过碗底的摩擦力大时的速度为V,若滑块与碗间的动摩擦因数为“，则过碗底时滑块