高中物理 5.6《向心力》导学案5 新人教版必修2(1).doc

第5.6向心力导学案班级： 组名： 姓名： 【学习目标】1理解向心力的概念，能从牛顿第二定律角度理解向心力表达式。2体验向心力的存在，知道向心力大小与哪些因素有关。3初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理 。(难点)4会分析向心力的来源，应用向心力表达式计算简单情景中的向心力。(重点、难点)【学法指导】 1体会理论推导与实验验证相结合研究物理量之间的关系的方法。2从变速圆周运动和一般曲线运动的研究中体会解决问题从特殊到一般的思维方法。【知识链接】1根据牛顿第二定律，物体的加速度方向总是与 方向一致；做匀速圆周运动的物体具有 加速度，方向始终 。2由之间的关系写出用各个量表示的向心加速度的表达式： = = = = 【学习过程】 知识点一、向心力问题1：通过前一节的学习，我们知道：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度。请你依据所学的物理规律，指出做匀速圆周运动的物体所受的合力的方向，并推导出物体所受合力的表达式。小结：（1）向心力的定义：做匀速圆周运动的物体受到的 叫做向心力。 （2）向心力方向：始终 。 （3）向心力的表达式： = = = = （4）向心力的作用效果：向心力是按照力的 命名的，其作用是产生 ，改变线速度的 。问题2：下图是三个匀速圆周运动的实例，分析物体的受力，画出受力图并指出物体做匀速圆周运动的向心力是由什么力提供的？图1中的地球 ，受到 ， 提供向心力；图2中的小球，受到 ， 提供向心力；图3中的钢球，受到 ， 提供向心力。问题3：类似教材p22“做一做”的活动你一定感受过，手握绳结a，使沙袋在水平方向做匀速圆周运动。当沙袋的运动变快时，感受到绳子的拉力大小在怎样变化？(说明：因为沙袋受到重力的作用，绳的拉力不完全是向心力)问题4：某学习小组做教材p20“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的实验。甲同学从钢球的运动方面测量，用秒表测得钢球运动n圈的时间t，通过纸上的圆用刻度尺测得圆周的半径为r，用天平测得钢球质量为m；乙同学从钢球的受力方面测量，用刻度尺测得圆周半径r和小球距悬点的竖直高度h，用天平测得钢球质量为m。（1）请你用所测的物理量得出甲同学计算钢球所受向心力的表达式和乙同学计算钢球所受合力的表达式。（2）两位同学代入数值后计算出的和相差不大，据此可得出实验结论： 。问题5：观看“向心力大小”视频，实验人员用向心力演示仪验证向心力表达式应用了什么方法？例题1：一个小盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体随圆盘一起运动，如图5.7-7。（1）求小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小。（2）关于小物体的向心力，甲、乙两人又不同的意见：甲认为向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能是静摩擦力。你的意见是什么？简要说明理由。知识点二、变速圆周运动和一般的曲线运动问题6：图5.7-3中f是做变速圆周运动的物体所受的合力，阅读教材p21完成。根据f产生的效果，将f分解为两个相互垂直的分力： 和 。产生 ，只改变线速度的 ；产生 ，只改变线速度的 ，该物体的速度将 （填“增大”、“减小”或“不变”）。例题2：一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由m向n行驶，速度逐渐减小。图5.7-9甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受的合力f的四种方向，正确的是 问题7：图5.7-4表示物体做一般的曲线运动，阅读教材p21，归纳一般的曲线运动的处理方法，并指出a、b两点所在圆弧的半径的大小关系。【学习小结】1向心力的方向：2向心力的表达式：3向心力的【当堂检测】1如图所示，将一质量为m的摆球用长为l的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球a的受力情况，下列说法中正确的是（ ）a摆球受重力、拉力和向心力的作用 b摆球受拉力和向心力的作用c摆球受重力和向心力的作用 d摆球受重力和拉力的作用2把一个小球放在玻璃漏斗中 ，晃动漏斗，可以是小球沿光滑的漏斗壁在某一 水平面内 做匀速圆周运动（图5.7-6）。分析小球的向心力是有什么力提供的 ？并画出小球受的力及向心力的示意图。3如图5.7-8，细绳的一段固定于o点，另一端系一个小球，在o点的正下方钉一个钉子a，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，如果钉