2023学年完整公开课版向心力2

第五节向心力向心加速度第五章曲线运动

学习目标

1、理解向心加速度和向心力的概念

2、知道匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。

3、掌握向心力与向心加速度之间的关系。一.匀速圆周运动1．定义：2．“匀速”指的是质点沿圆周运动，如果速率恒定复习在相等的时间里通过的圆弧长度相同。

二.关系式线速度v=

角速度ω=

两者关系v

=

周期与频率T=

频率与转速

f=S/t=2πr/T

ωr1/f

n

都用国际单位提出问题→猜想与假设→设计实验→实验探究→分析与论证→交流与合作→得出结论课堂主线

预习课文并思考:

做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点?加速度如何?做一做：水流星水平转盘绳拉小球理想实验：在光滑水平桌面上，绳的一端拴住一个小球，绳的另一端固定于桌上，使小球做匀速圆周运动。讨论：1.合外力是怎样的？2.这个力的方向有什么特点？3.这个力起什么作用？在光滑水平面做匀速圆周运动

GFNF拉O结论：拉力提供了合力,方向始终指向圆心，称为向心力;不改变速度的大小(F切=0)，只改变速度的方向(F向与v垂直)。

体验向心力的大小：用细线连结的质量较小的钢球、木球，拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动,细线接近水平时,拉力近似等于向心力:1.改变2.改变3.改变实验探究转动快慢(使m、r相同)细线长短(使m、ω相同)小球质量(使ω、r相同)改变猜想：向心力可能与什么因素有关。m、v、T、r、f、n用向心力演示器来验证弹簧测力套筒转动手柄长槽短槽小球三层变速塔轮标尺挡板弹簧测力套筒两塔轮:皮带相连边缘各点线速度大小相等。r同ω同ω与r成反比r1r2r1r2使用方法：匀速转动手柄，可以使塔轮、长槽、短槽匀速转动，槽内的小球就做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆的作用使弹簧测力套筒下降，标尺上露出的红白相间等分格可显示出两个球所受向心力的比值。实验操作：

用两个相同的钢球和一个铝球，通过控制变量法研究质量m、半径r、角速度ω与向心力F的关系。

控制变量法某个事物由多个因素(变量)相影响和制约时，将其它的因素进行控制（使之相等、相同，即影响相同），而只改变其中的某一个因素，从而研究这个因素对事物的影响的方法。它是科学探究中的重要思想方法．相同量变量向心力Fω和r相同ω和m相同m和r相同

F

∝m

F

∝rω2

F

∝实验结果：精确测量数据可得向心力大小为根据v＝rω可得一、向心力1、定义：做匀速圆周运动的物体所受的2、作用效果：3、方向：４、七公式:

指向圆心的合力。

只改变速度的方向，不改变速度的大小。始终指向圆心F

=

=mω2r=

=m4л2f2r=m4л2n2r=mωv=

mamv2rm4л2rT2向心力七公式4、说明（1）向心力是效果力，它可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力）或几个力的合力，也可以是某个力的分力。（2）向心力是变力。二、向心加速度1、定义：2、方向：3、七公式：a二、向心加速度1、定义：2、方向：3、七公式：做匀速圆周运动的物体沿半径指向圆心的加速度.总是沿半径指向圆心.a七公式：

a=

=

＝

=4л2f2r=4л2n2r=

ωv=F/m4л2rT2ω

2rv2r4、说明：1）a是变量.方向时刻改变。2）a描述的是线速度方向变化的快慢三、试分析向心力来源1.卫星绕地球做匀速圆周运动vF万有引力F提供向心力2.物体随着水平圆盘一起做匀速圆周运动GFNＦfFN与G相平衡，静摩擦力Ff

提供向心力3.在匀速转动的圆桶内壁上紧贴一物体,

一起匀速转动GFNFf支持力FN提供向心力4、细绳悬吊一小球,小球在水平面上做匀速圆周运动GFF合F2F1（1）拉力与G的合力提供向心力（2）拉力的分力提供向心力５、使小球沿光滑的漏斗壁做圆周运动：重力和支持力的合力提供FθmgθN练习1．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=ω2r可知，a与r成正比C．由v=ωr可知，ω与r成反比D．由ω=2πn可知，ω与n成反比ABCD2．下列关于向心力的说法中，正确的是A．向心力是恒力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，其向心力方向不一定变D．向心力属于性质力(B)3．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．向心加速度方向不一定变D．它描述的是转动的快慢(A)向心力