安徽省郎溪中学高中物理 第五章 曲线运动 6向心力学案 新人教版必修2 (2).doc

第五章曲线运动6向心力学习目标1.学习向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的.2.熟悉影响向心力大小的各个因素,并能用来进行简单的情景计算.3.初步了解变速圆周运动切向力和法向力的作用效果.4.知道处理一般曲线运动的思想方法.自主探究1.向心力:做运动的物体,会受到指向的合力,这个合力叫做向心力.2.向心力总是指向,始终与垂直,只改变速度的,而不改变速度的.3.向心力是根据力的(选填“性质”或“效果”)命名的.4.如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的;如果物体做运动(线速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力.5.把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律,可得到向心力大小的公式fn=合作探究一、向心力感受性实验一:感受小车做匀速圆周运动的过程中受几个力作用,所受合力有什么特点.小组合作做匀速圆周运动的物体所受合外力的特点:1.大小:.2.方向:.3.小车做圆周运动的半径不同,所受绳的拉力就(选填“相同”或“不同”).感受性实验二:观看3段视频材料,通过对研究对象的受力分析,从理论上总结向心力的定义、方向、特点、作用效果和向心力大小的表达式.【案例分析一】小球在光滑平面内做匀速圆周运动1.小球受哪些力?;所受合力方向:.2.哪些力提供向心力?.【案例分析二】橡皮随圆盘做匀速圆周运动3.橡皮受哪些力?;所受合力方向:.4.哪些力提供向心力?.【案例分析三】人在转椅中做匀速圆周运动5.人受哪些力?;所受合力方向:.6.哪些力提供向心力?.归纳总结1.向心力的定义:.2.向心力的方向:.3.向心力的大小表达式:.4.向心力的特点:5.向心力的作用效果:【实验探究】实验目的:实验原理:实验器材:实验过程:实验数据记录:次数半径r/cm高度h/cm圈数n/圈时间t/s线速度v/(ms-1)fn/nf合/n1234实验结论:二、变速圆周运动和一般的曲线运动感受性实验三:感受物体在竖直面内做圆周运动的速度大小变化和向心力大小变化.小组合作1.物体在竖直面内做圆周运动在最高点速度,在最低点速度,是圆周运动.2.做变速圆周运动的物体所受切向力的作用效果是,所受法向力的作用效果是,所以合力(选填“是”或“不是”)恒力,(选填“指向”或“不指向”)圆心.3.阅读教材知道处理一般曲线运动的方法.课堂检测1.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.物体除受其他的力外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.向心力是一个恒力d.向心力的大小一直在变化2.下列关于向心加速度的说法中,不正确的是()a.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直b.向心加速度的方向保持不变c.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的d.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化3.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是()a.向心加速度b.线速度c.向心力d.角速度4.如图所示,在匀速转动的水平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是()a.只受到重力和盘面的支持力的作用b.只受到重力、支持力和静摩擦力的作用c.除受到重力和支持力外,还受到向心力的作用d.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用5.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止,则()a.物体受到4个力的作用b.物体所受向心力是物体所受的重力提供的c.物体所受向心力是物体所受的弹力提供的d.物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的6.在一段半径为r的圆弧形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重力的倍,则汽车拐弯时的安全速度是()a.vgrb.vgrc.v2grd.vgr7.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则()a.a点与b点的线速度大小相等b.a点与b点的角速度大小相等c.a点与c点的角速度大小相等d.a点与d点的向心加速度大小相等8.一个做匀速圆周运动的物体,如果轨道半径不变,转速变为原来的3倍,所需的向心力就比原来的向心力大40n,物体原来的向心力大小为.9.如图所示,小球a质量为m,固定在长为l的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端o点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求: (1)小球在最高位置时的速度大小;(2)若小球经过最低点时速度为6gl,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.10.如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔o,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球a,另一端连接质量为m=4kg的重物b. (1)当小球a沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为=10rad/s时,物体b对地面的压力为多大?(2)当a球的角速度为多大时,b物体对地面的压力刚好为零?(g取10m/s2)参考答案自主探究1.匀速圆周圆心2.圆心速度方向大小3.效果4.合力变速圆周运动5.manmv2rm2rmr合作探究一、向心力感受性实验一:1.恒定不变2.时刻指向圆心3.不同感受性实验二:1.重力、支持力和拉力指向圆心2.绳的拉力3.重力、支持力和静摩擦力指向圆心4.盘面对橡皮的静摩擦力5.重力和支持力指向圆心6.重力和支持力的合力或者说支持力的水平分力归纳总结1.把做匀速圆周运动的物体受到的始终指向圆心的合力叫做向心力2.始终指向圆心3.fn=man=mv2r=m2r=mr4.(1)向心力是变力(方向时刻变化);(2)向心力可以是弹力、重力、摩擦力等性质力,也可以是这些性质力的合力或分力;(3)向心力是一个效果力.5.只改变运动(速度)方向,不改变运动(速度)大小.实验探究略二、变速圆周运动和一般的曲线运动感受性实验三:1.最小最大变速2.改变速度大小改变速度方向不是不指向3.一般曲线小段圆弧圆周运动课堂检测1.b解析:做匀速圆周运动的物体一定是合外力提供向心力,向心力不是恒力,方向要不断变化,而且是效果力.2.bcd解析:向心加速度方向不断变化且始终沿半径方向.3.d4.b5.c6.a解析:滑动摩擦力提供向心力时mg=mv2r,v=gr,安全速度一定不能大于它.7.d解析:题中b、c、d三点角速度相同,a、c线速度相同.找到隐含条件是解决本题的关键.8.5n9.解析:(1)在最高点,重力与杆的拉力的合力提供向心力2mg=mv2l,解得v=2gl(2)在最低点,f-mg=mv2l,得f=7mg.向心加速度为a=v2l,a=6g.答案:(1)2gl(2)7mg6