鲁科版必修二《向心力与向心加速度》教案

1、最新鲁科版必修二向心力与向心加速度教案年 级：高一辅导科目： 物理课时数：3课题圆周运动向心力与向心加速度教学目的理解与掌握圆周运动的动力学的意义与应用教学内容复习与检测:1.匀速圆周运动的基本概念和公式s 2 二r(1)线速度大小v = - =，方向沿圆周的切线方向，时刻变化； t T2 二(2)角速度0 =二，恒定不变量； t T(3)周期与频率T =； f(4)线速度与角速度的关系为v =sr , v、8、T、 f的关系为v = 2工=8r = 2冗什。T所以在8、T、f中若一个量确定，其余两个量也就确定了 ，而v还和r有关。训练：1、如图所示，地球绕中心地轴匀速转动，八点为北半球地面上

2、一点，8点为赤道上一点，则A. A、B两点的角速度相等B . A、B两点的线速度相等C.若B =30。，则va ： vb = J3： 2 D ,以上答案都不对2、一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图所示，则环上M N两点的线速度的大小之比 vm : vn= ；角速度之比 3 M : 3N= ；周期之比 Tm : Tn=.3.机械表的时针与分针做圆周运动()A.分针角速度是时针角速度的12倍B.分针角速度是时针速度的60倍C.如果分针的长度是时针长度的1.5倍，则分针端点的线速度是时针端点线速度的18倍D.如果分针的长度是时针长度的1.5倍，则分针端点的线速度是时针端点线速度的1.5倍4.

3、正常的机械手表的时针与分针可视为匀速转动，则时针与分针从第一次重合到第二次重合所经历的时间为()A、 1h B 、11h/12 C 、13h/12 D 、12h/115、如图为一皮带传动装置，大轮与小轮固定在同一根轴上，小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连，它们的半径之比是1 ： 2： 3.A、B C分别为轮子边沿上的三点 ，那么三点线速度之比va：vb：vc=;角速度之比3A ：3b ： 3 c=;转动周期之比Ta： Tb ： Tc=6、如图所示，直径为d的纸质圆筒，以角速度 绕轴。高速运动，有一颗子弹沿直径穿过圆筒，若子弹穿过圆筒时间小于半个周期，在筒上先、后留下 a、b两个弹孔，已知a。

4、、bo间夹角为6弧度，则子弹速度为7、如图所示，小千Q自空中自由下落从转动的圆形纸筒穿过。如图所示，纸筒绕水平轴匀速转动，已知转动角速度 3=5nrad/s ,半径R=0.5 m g取10m/s2,若小球穿筒壁时能量损失 不计，撞击时间也可不计，小球穿过后纸筒上只留下一个孔。试求小球下落小高度h是多少?2 / 10,速度大小不会改变，所以向心力的2 v二m r3 / 10向心力、向心加速度1 .向心力做匀速圆周运动的小球，受到的绳的拉力就是它的合力，这个拉力方向始终指向圆心 ，方向不断变化，不改变速度的大小，只改变速度的方向。(1)概念：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

5、。向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力。(2)向心力的作用效果：只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。向心力指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向 ，物体在运动方向不受力 作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小。2 .向心力的大小向心力的大小与物体质量 m圆周半径和角速度都有关系。通过控制变量法、定量测数据等 ，可以得到匀速圆周运动所需的向心力大小为：根据线速度和角速度的关系 v=r可得，向心力大小跟线速度的关系为：F3 .向心加速度(1)加速度的方向做匀速圆周运动的物体，在向心'力 F的作用下必然要产生一个加速度 ，据牛顿运动定律得到，这个加速度的方向 与向心力的

6、方向相同，始终沿半径指向圆心。做匀速圆周运动物体的沿半径指向圆心的加速度，叫做向心加速度。(2)向心加速度的大小22根据向心力公式，结合牛顿运动定律 F=ma推导得到：a = e 或a=v_ = r47r T反映速度方向改变的快慢，方向与向心力相同；4.说明(1)向心力的实质就是做匀速圆周运动的物体受到的合外力。它中根据力的效果命名的，不是一种新的性质的力，在受力分析时不能重复考虑。(2)匀速圆周运动的实质是在大小不变方向时刻变化的变力作用下的变加速曲线运动。做匀速圆周运动物体，向心力的大小不变，方向总指向圆心，是一个大小不变方向时刻变化的变力。向心加速度也是 大小不变方向时刻变化的，不是一个

7、恒矢量。例1:如图所示,A、B两轮同绕轴O转动,A和C两轮用皮带传动,A、B、C三轮的半径之比为 2 ： 3 ： 3,a、b、c为三AO轮边缘上的点。求：三点的线速度之比；三点转动的周期之比；三点的向心加速度之比。例2:如图所示,长0.40m的细绳，一端拴一质量为 0.2kg的小球,在光滑水平面上绕绳的另一端做匀 运动的角速度为5.0rad/s,求绳对小球需施多大拉力？训练：/1、卜列说法正确的是（）A.匀速圆周运动是一种匀速运动B .匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是T-种变加速运动D .做圆周运动时,合力垂直于速度方向不改变线速度大小2、小球做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）

8、A.向心加速度与半径成反比，因为a=匕 B .向心加速度与半径成正比，因为a= 32rrC.角速度与半径成反比，因为3 = v D .角速度与转速成正比，因为3 = 2nn r3、如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是（）A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力、摩擦力D.以上均不正确4、如图所示，细绳一端系着质量为 M= 0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑小孔吊着质量: 物体，M与圆孔的距离为 0.2m. M和水平面的最大静摩擦力为 2NI.现使此平面绕中心轴转动.问角速月 围内，m会处于静止状

9、态？（g 10m/s ）束圆周运动，若1 1为m= 0.3kg 的比3在什么范1圆周运动动力学的应用A、概念的理解1.关于圆周运动的说法正确的是：（）| m6 / 10,其速度方向就不与合外力方向垂直.,则关于小球加速度方向正确的是：. 一定不指向圆心；.不能确定是否指向圆心.U体进行受力分析，并指出什么力（或什么力在什么方向的分力 ）A.作匀速圆周运动的物体，所受合外力一定指向圆力B.作圆周运动的物体，其加速度可以不指向圆心；C.作圆周运动的物体，其向心加速度一定指向圆心;D.作圆周运动的物体，只要所受合外力不指向圆心2. 一个小球在竖直放置的光滑圆环的内槽里作圆周运动A. 一定指向圆心；B

10、C.只在最高点和最低点位置时指向圆心；D3 .物体 A在图各种情况中均彳匀速圆周运动,试无提供向心力.07 / 103一B、绳子牵引下的水平面上的圆周运动1 .在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，以角速度3做匀速圆周运动，下列说法中正确的是A. l、不变,m越大线越易被拉断B. mco不变,1越小线越易被拉断C. m 1不变，越大线越易被拉断D. m不变,1减半且角速度加倍时，线的拉力不变2 .如图所示，长为L的悬线固定在。点，在。点正下方L处有一钉子C,把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，到悬点正下方时悬线碰到钉子,则小球的A.线速度突然增大B.角速度突

11、然增大C.向心加速度突然增大D.悬线拉力突然增大10 / 103 .如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球.给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为0.下列说法中正确的是A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用B.小球只受重力和绳的拉力作用C.0越大，小球运动的速度越大D.0越大，小球运动的周期越大4 . 6.工厂的天车上钢丝长 l = 4m,用它来吊运质量为 2t的工件.天车以2m/s的速度水平向前匀速行驶.当天车突然刹车，工件开始摆动时，钢丝绳对工件的拉力大小为N. (g=10m/s2)5、如图所示，已知绳长为

12、L=20cm,水平杆L' =0.1m,小球质量m=0.3kg,整个装置可绕竖直轴转动，问:(1)要使绳子与竖直方向成 45。角，试求该装置必须以多大的角速度转动才行?(2)此时绳子张力多大?6 .两个质量分别是m和m的光滑小球套在光滑水平杆上，用长为L的细线连接，水平杆随框架以角速度少做匀速转动，两球在杆上相对静止，如图所示，求两球离转动中心的距离 R和R及细线的拉力.7、如图 所示是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面.若女运动员伸直的身体与竖r,忽略女运动员受到的摩擦直方向的夹角为。，质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为力.求：(1)当女

13、运动员对冰面的压力为其重力的1/2时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期;(2)当女运动员刚要离开冰面时，男运动员的拉力大小及两人转动的周期.答案2ccmge 2汽2COS2rmggtan 0(2) cos 02 汽rgtan 0C、转盘：物体在转盘上随转盘一起做匀速圆周运动，物体与转盘间分无绳和有绳两种情况。无绳时由静摩擦力提供向心力；有绳要考虑临界条件。1 .如图所不，小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A的受力情况是：（）A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、向心力、摩擦力 D .以上均不正确2、汽车甲和汽车乙质量相等 ，以相等速

14、率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是（ ）A. Ff甲小于Ff乙B. Ff甲等于Ff乙C. Ff甲大于Ff乙D . Ff甲和Ff乙大小均与汽车速率无关3、在匀速转动的水平圆盘上有一个物体，若物体相对转盘保持静止，则物体相对于转盘的运动趋势是：（）A.没有相对运动趋势B .沿切线方向0.2倍.如果汽车速率不变，而要在曲C.沿半径指向圆心D .沿半径背离圆心4、汽车以20m/s的速度行驶，汽车轮胎与地面之间的最大静摩擦力是车重的率半径为R的弯道上拐弯，则R的最小值为多少才能保证安全5、如图所示，水平圆盘上放有质量为M的物

15、块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块儿和转轴的绳子刚好被拉直（绳子上张力为零）。物块和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的（1）当转盘的角速度 切=但 时，绳对物体的拉力 Ti;1 2r（2）当转盘的角速度 佻=，退_时，绳对物体的拉力 T2?2 ' 2r6、一根长0.1m细线，一端系着质量是 0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动。 当小球的转速增加到原转速3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40N, （g取10m/s2）求：（1）线断裂的瞬间，线的拉力F多大；（2）这时小球运动的线速度 v为多少；7、如图所示，在光滑水平桌面 ABCD43央固定

16、有一边长为 0. 4m光滑小方柱abcd。长为L=1m的细线，一端拴在a上，另一端拴住一个质量为m=0. 5kg的小球。小球的初始位置在ad连线上a的一侧，把细线拉直，并给小球以Vo=2m/s的垂直于细线方向的水平速度使它作圆周运动。由于光滑小方柱abcd的存在，使线逐步缠在abcd上。若细线能承受的最大张力为7N (即绳所受的拉力大于或等于7N时绳立即断开)，那么从开始运动到细线断裂应经过多长时间？小球从桌面的哪一边飞离桌面课后总结1 .什么是向心力、向心加速度?(1)做匀速圆周运动的物体受到的始终指向注意：向心力是根据力的作用效果命名的 方向，不改变速度大小。的合力,叫做向心力。，不是一种

17、新的性质的力。向心力的作用效果：只改变运动物体的速度(2)做匀速圆周运动物体的沿半径指向 的加速度，叫做向心加速度。2 .向心加速度和向心力的大小怎样计算?(1)、向心力口速度公式：a=(2)、向心力公式：F=3、解决圆周运动问题的步骤1) .确定研究对象；2) .确定圆心、半径、向心加速度方向；3) .进行受力分析，将各力分解到沿半径方向和垂直于半径方向;4) .根据向心力公式，列牛顿第二定律方程求解。基本规律：径向合外力提供向心力F合二F向课后训练：1 .下列说法正确的是A.图席卷速运早退一汽一神造蛟B.二 J.-C9缓簧空送.藜岳一神之如啜.退卷D.物体做圆周运动时其合力不改变线速度的大

18、小2 .下列关于向心力的论述中，正确的是：（A.物体做圆周运动后，过一段时间后就会受到向心力B.向心力与重力、弹力、摩擦力一样是一种特定的力,它只有物体做圆周运动时才产生。C向心力可以是重力、弹力、摩擦力等力中的某一种力,也可以是这些力中某几个力的合力。12 /10D.向心力既可能改变物体运动的方向，又可能改变物体运动的快慢3. 一个匀速圆周运动的物体,它的转速如果增加到原来的4倍，轨道半径变为原来的1/4,则向心加速度为:A.与原来的相同B.原来的4倍C.原来的8倍D.原来的16倍4 .关于质点做匀速圆周运动的下列说法中，正确的是（ A.由a=v2/r可知，a与r成反比B.由a= w2r可知，a与r成正比C.由v= 3 r可知，与r成反比 D.由=2n/T可知，与T成反比5 .如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动A.重力,弹力C.静摩擦力.清动摩擦力6 .如图所示的两轮以皮带传动，没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若ri>r2, OC=r2,则三点的向心加速度的关系为（）A. aA=aB=acB.ac>aA>aBC. ac<aA<aBD.ac=aB>aA7.汽车在半径为R的水平弯道上转弯，车轮与地面的摩擦系数为,那么汽车行驶的最大速率为8. 一个做匀速圆周运动的物体若其半径不变，