高一物理必修二导学案(23份) 人教课标版5(实用教案)

1、第章 曲线运动第节 向心力【学习目标】知道向心力是根据力的效果命名的；体验向心力的存在，掌握向心力的表达式。会分析向心力的来源，能计算简单情景中的向心力。初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理。【重点、难点】重点：理解向心力公式的确切含义，并能用来进行简单的计算；难点：知道什么是向心力，理解它是一种效果力。预习案【自主学习】（阅读教材，请思考并完成下列问题）什么是向心力？向心力的方向如何描述？根据牛顿第二定律，如何来描述向心力的表达式？（阅读教材“做一做”内容）感知向心力的大小与哪些因素有关？【学始于疑】探究案【合作探究一】问题：.请分析以下情景中小球、月亮受力情况。情景：小球在细线

2、的牵引下，在光滑水平面上做匀速圆周运动；情景：月球绕地球做匀速圆周运动；思考：分析上述小球、月亮受到的合力；作匀速圆周运动的物体所受合力有什么特点？结论：物体做匀速圆周运动的条件：物体所受到的合外力指向，这个合力也被称为向心力。结合上述两个情景总结一下向心力的特点：方向： ；作用：。请指出上述情景中向心力的施力物体？问题：向心力大小的计算公式：。问题：阅读书本实验用圆锥摆粗略验证向心力的表达式，回答以下问题。实验器材有哪些？ 测量那些物理量（记录哪些数据）？最终要验证的公式？问题：如何处理变速圆周运动和一般曲线运动？做变速圆周运动的物体所受的合力一般产生两个效果（如图）：为切向分力，它产生加速

3、度，改变速度的。为向心分力，它产生加速度，改变速度的。 处理一般曲线运动的方法：对于一般的曲线运动，我们则可以将其轨迹分为许多小段（如图），每一小段都可以看做圆周运动的一部分，这样就可以采用圆周运动的分析方法来处理。归纳总结（）向心力是按照效果命名的力，并不是物体额外受到的一个力；受力分析时, 不能多出一个向心力。（）向心力的物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力）【课堂小结本节知识网络】【思考】【当堂检测】分析向心力的来源例：分析下面各种匀速圆周运动中，向心力是由哪些力提供的？（）玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内做匀速圆周运动（不计

4、摩擦）。（）细线下面悬挂一钢球，细线上端固定，设法使小球在水平面面上做匀速圆周运动。（）在匀速转动的洗衣机圆筒内壁上有一衣物一起随桶转动且与桶壁相对静止。（）使转台匀速转动，转台上的物块也随之做匀速圆周运动，物块与转台间没有相对滑动。.有关向心力的计算例：长为的细线，拴一质量为的小球，小球可视为质点，小球的一端固定于点，让其在水平面内做匀速圆周运动，形成圆锥摆，如图所示，求摆线与竖直方向成时：（）摆线中的拉力大小；（）小球的向心力大小；（）小球运动的线速度的大小；（）小球做匀速圆周运动的周期。.变速圆周运动分析。例：一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向行驶，速度逐渐减小。图、分别画出了汽车转弯

5、时所受合力的四种方向，正确的是（ ）例：长为的细线一端系质量为的小球，另一端固定于点，在点的正下方处钉有一根长钉，把细线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（ ）小球的向心加速度突然增大 小球的角速度突然增大小球的速度突然增大 细线的张力突然增大【课后巩固】下列关于向心力的说法中正确的是()物体受到向心力的作用才能做圆周运动向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的作用效果命名的向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢关于向心力，下列说法正确的是()向心力是一种效果力向心力是一种具有某种

6、性质的力向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变线速度的大小向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小如图所示，图一小球用细绳悬挂于点，将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以点为圆心做圆周运动，运动中小球所需向心力是()绳的拉力重力和绳拉力的合力重力和绳拉力的合力沿绳的方向的分力绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力如图所示，图有一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，小强站在距圆心为处的点不动，关于小强的受力，下列说法正确的是()小强在点不动，因此不受摩擦力作用小强随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力充当向心力小强随圆盘做匀速圆周运动，盘对他的摩擦力充当向心力若使圆盘以较小的转速转动时，小强在

7、点受到的摩擦力不变如图所示，图长为的悬线固定在点，在点正下方处有一钉子，把悬线另一端的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的()线速度突然增大角速度突然增大向心加速度突然增大悬线的拉力突然增大一只质量为的老鹰，以速率在水平面内做半径为的匀速圆周运动，则空气对老鹰作用力的大小等于()在双人花样滑冰运动中，有时会看到男运动员拉着女运动员离开冰面在空中做圆锥摆运动的精彩的场面，目测体重为的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为，重力加速度为，估算该女运动员()受到的拉力为受到的拉力为2G向心加速度为3g向心加速度为2g.图长为的细线，拴一质量为的小球，一

8、端固定于点让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示当摆线与竖直方向的夹角为时，求：()线的拉力；()小球运动的线速度的大小； ()小球运动的角速度及周期。【答案】自主学习：、情景：重力、支持力、沿绳方向拉力情景：地球对月球的吸引力合力情况：情景：沿绳方向拉力情景：地球对月球的吸引力合力特点： 不同位置的合力总是沿半径方向指向圆心圆心；始终沿半径指向圆心，方向时刻变化；改变线速度方向向心力没有施力物体，它是有物体受到其它力的合力来充当的、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式钢球 连线 天平 砝码 秒表 铁架台（米尺）测量物理量：钢球运动圈所用时间；钢球质量；钢球绕纸上圆弧运

9、动时对应的半径，小球距悬点的竖直高度；从受力角度求出合力大小；根据向心力公式计算向心力大小；最终要验证的公式当堂检测: 例：支持力和重力的合力或支持力的水平分力；拉力和重力的合力或拉力的水平分力；筒壁对衣物的支持力;由指向圆心方向静摩擦力提供。例：；例: ； 例: 。课后巩固：向心力是使物体做圆周运动的原因，它可由各种性质力的合力、某一个力或某一个力的分力提供，方向始终从做圆周运动的物体的所在位置指向圆心，是根据力的作用效果命名的，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小向心力是按力的作用效果命名的，是一种效果力，所以选项正确，选项错误；由于向心力始终沿半径指向圆心，与速度的方向垂直，即向心力对

10、做圆周运动的物体始终不做功，不改变线速度的大小，只改变线速度的方向，因此选项错误，选项正确点评由于向心力是一种效果力，所以在受力分析时不要加上向心力，它只能由其他性质的力提供如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳的拉力，向心力由指向圆心方向的合外力提供，因此，它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向分力的合力，故选、.由于小强随圆盘一起做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心方向，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此他会受到摩擦力作用，且充当向心力，、错误，正确；由于小强随圆盘转动的半径不变，当圆盘角速度变小时，由可知，所需向心力变小，故错误点评对物

11、体受力分析得到的指向圆心的力提供向心力向心力可以是某个力、可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力在匀速圆周运动中，向心力就是物体所受的指向圆心方向的合外力在变速圆周运动中，物体所受合外力一般不再指向圆心，可沿切线方向和法线方向分解，法线方向的分力就是向心力悬线与钉子碰撞前后瞬间，线的拉力始终与小球的运动方向垂直，不对小球做功，故小球的线速度不变当半径减小时，由知变大，再由向知向心加速度突然增大而在最低点向，故悬线的拉力变大由此可知、选项正确点评作好受力分析，明确哪些力提供向心力，找准物体做圆周运动的径迹及位置是解题的关键如图所示 ，2G.方法总结用向心力公式解题的思路与用牛顿第二定律解题的

12、思路相似：()明确研究对象，受力分析，画出受力示意图；()分析运动情况，确定运动的平面、圆心和半径，明确向心加速度的方向和大小；()在向心加速度方向上，求出合力的表达式，根据向心力公式列方程求解()()()解析做匀速圆周运动的小球受力如图所示，小球受重力和绳子的拉力.()因为小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球受到的合力指向圆心，且是水平方向由平行四边形定则得小球受到的合力大小为，线对小球的拉力大小为：.()由牛顿第二定律得：由几何关系得所以，小球做匀速圆周运动线速度的大小为()小球运动的角速度小球运动的周期.方法总结匀速圆周运动问题的分析步骤：()明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出

13、受力示意图()将物体所受外力通过力的分解将其分解成为两部分，其中一部分分力沿半径方向()列方程：沿半径方向满足合，另一方向合.()解方程，求出结果人生最大的幸福，莫过于连一分钟都无法休息 零碎的时间实在可以成就大事业 珍惜时间可以使生命变的更有价值 时间象奔腾澎湃的急湍，它一去无返，毫不流连 一个人越知道时间的价值，就越感到失时的痛苦 得到时间，就是得到一切 用经济学的眼光来看，时间就是一种财富 时间一点一滴凋谢，犹如蜡烛漫漫燃尽 我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰，日益迫近 夜晚给老人带来平静，给年轻人带来希望 不浪费时间，每时每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行为 时间乃是万物中最宝贵的东西，但如果浪费了，那就是最大的浪费 我的产业多么美，多么广，多么宽，时间是我的财产，我的田地是时间 时间就是性命，无端的空耗别人的时间，知识是取之不尽，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能体会到学习的乐趣。 新想法常常瞬息即逝，必须集中精力，牢记在心，及时捕获。 每天早晨睁开眼睛，深吸一口气，给自己一个微笑，然后说：“在这美妙的一天，我又要获得多少知识啊！” 不要为这个世界而惊叹，要让这个世界为你而惊