学案6向心力正式版

1、学案6 向心力跟前准备区自主学习教材独立思考问题1 .任何做 运动的物体的加速度都指向圆心，这个加速度称为向心加速度.2 .向心力口速度总是指向圆心，公式为 an= 4 %f r=V w .3 .向心加速度是描述 变化快慢的物理量，它只改变线速度的 ,不 改变线速度的.4 .牛顿第二定律：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度 的方向跟 的方向相同.表达式为：F = ma.a与F具有瞬时对应关系.谭堂活动区合作探究重点互动撞击思维核心知识探窕一、向心力问题情境物体做曲线运动时，必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力作用，匀速圆周运动是曲线运动，做匀速圆周运动的物体必定也受

2、到与速度方向不在同一条直线上的合外力的作 用，这个合外力是怎样的呢？要点提炼1 .向心力的定义：做圆周运动的物体所受到的 的合力叫做向心力.2 .向心力的方向：总是沿着半径指向圆心，始终与线速度方向 ,方向时刻改 变，所以向心力是变力.3 .向心力的作用：只改变线速度的 ,不改变线速度的 .4 .向心力的大小：根据牛顿第二定律可知Fn = man =例1关于向心力的说法中正确的是 （）A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力不改变圆周运动中物体速度的大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式问

3、题情境请同学们阅读教材中的“实验”，说明本实验的原理和需要测定的物理量.即学即用1.有长短不同、材料相同的同样粗细的绳子，各拴着一个质量相同的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，那么 ()A.两个小球以相同的线速度运动时，长绳易断B.两个小球以相同的角速度运动时，长绳易断C.两个小球以相同的周期运动时，短绳易断D.不论如何，短绳易断2. A、B两质点均做匀速圆周运动，mA： mB=RA ： Rb=1 ： 2,当A转60转时,好转45转，则两质点所受向心力之比为多少？三、向心力的来源问题情境请同学们分析下列几种圆周运动所需向心力分别由什么力提供，并总结向心力的来源.(1)汽车急转弯时乘客的感觉，对

4、座位上的乘客和拉着扶手的乘客分别作出说明.(2)链球做圆周运动.(3)双人花样滑冰.地球绕着太阳做圆周运动.(5)在绳子拉力作用下的小球做圆周运动.要点提炼1 .向心力是按力的作用效果命名的，而不是物体受到的另外一种力，它可以是重力、 弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是它们的合力或者是某个力的分力.2 .在分析物体受力情况时，仍要分清谁对物体施力，切不可在重力、弹力、摩擦力等 性质的力之外再添加一个向心力；3 .在匀速圆周运动中，物体受到的合力充当向心力.可见，合外力大小不变、方向始 终与速度方向垂直且指向圆心是物体做匀速圆周运动的条件.例2如图1所示，小物块 A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘

5、一起做圆周运动，则下列 关于A的受力情况的说法正确的是 （）图1A.受重力、支持力和与运动方向相反的静摩擦力B.受重力、支持力和指向圆心的静摩擦力C.受重力、支持力、静摩擦力和向心力D.受重力、支持力和方向不一定指向圆心的静摩擦力即学即用3.请完成下列几种匀速圆周运动分析并填表：图形受力分析力的分解方法满足的方程及 向心加速度F淞W Jr雅错误！或 mgtan0= mlsin 0 2,wms丁mg 阳营错误！或 mgtanO= m(d + lsin »w,四、变速圆周运动和一般的曲线运动要点提炼1 .变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果，根 据F产生的

6、效果可以把 F分解为两个相互垂直的分力；一是跟圆周相切的分力Ft,此分力产生 加速度，它与物体的 方向一致，描述 变化的快慢.二是指向圆心的分力Fn,叫向心力，此分力产生向心加速度an,向心加速度只改变速度的 ,描述 变化的快慢.2 . 一般曲线运动的处理方法一般曲线运动，可以把曲线分割成许多极短的小段，每一小段的运动都可看作的一部分，圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的 .这样，质点沿一般 曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理.即学即用4. 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增加.如图中A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，其中你认为正确的是

7、（）改变速 度大小勾速留 周运动胡同运劭学案6 向心力答案课前准备区1 .匀速圆周V2 2 4 722 . 3 r2r3 .线速度方向方向大小4 .作用力课堂活动区核心知识探究问题情境这个合外力应该是大小不变、方向始终指向圆心.要点提炼1.沿半径指向圆心方向 2.垂直V 23.方向大小4.m r mrw2.5 2mr T例1BC当物体所受的外力的合力始终有一分力垂直于速度方向时，物体就将做圆周运 动，该分力即为向心力， 故先有向心力然后才使物体做圆周运动.因向心力始终垂直于速度方向，所以它不改变速度的大小，只改变速度的方向，当合外力完全提供向心力时，物体就 做匀速圆周运动，该合力大小不变，方向

8、时刻改变，故向心力是变化的.问题情境如图所示，让细绳摆动带动小球做圆周运动，逐渐增大角速度直到绳刚好拉直，用秒表测出n转的时间t,计算出周期T,根据公式计算出小球的角速度3用刻度尺测出圆半径 r和小球距悬点的竖直高度 h,计算出角。的正切值.向心力 F=mgtan0,测出数值验证公式 mgtan 0= mrw2.即学即用1. B22 nt 112F=m« R = m-p; R,2. 4 ： 9解析设在时间t内，nA = 60转，nB = 45转，质点所受的向心力t 相同，F0c mn2R所以曳=mAnARArlx.X1：4Fb mBnBRB 2 452 9问题情境向心力来源分别为：（

9、1）汽车壁的弹力、扶手拉力沿水平方向的分力；（2）拉力；（3）拉力沿水平方向的分力；（4）引力；（5）绳拉力.解析（1）汽车急转弯时的座位上的人是受到汽车壁的弹力作用，拉着扶手的人是受到 扶手拉力白作用；（2）链球能做圆周运动是因为受到链绳的拉力作用；（3）双人滑冰时女运动员能做圆周运动是因为男运动员拉着她；（4）地球绕太阳运动，是太阳对地球的引力在“拉”着它；（5）小球能做圆周运动是绳子的力在拉着它.要点提炼例2D物体A在水平圆盘上，受竖直向下的重力， 竖直向上的支持力， 且两力是一对平 衡力.由于A随圆盘一起做圆周运动，故其必须有向心力作用，所以 A必定受到静摩擦力 作用，但此静摩擦力方向不一定指向圆心.当圆盘做匀速圆周运