【導(dǎo)學(xué)案】向心力導(dǎo)學(xué)案－向心力－物理－高中－高海兵－3708830008

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1、鄒城市兗礦第一中學(xué)高一物理組 5.6 《向心力》導(dǎo)學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo)： （1）能結(jié)合實(shí)例分析，知道向心力是一種效果力以及方向； （2）能夠用自己的語言歸納向心力公式的確切含義，并能用來進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算； （3）知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，能夠描述合外力的作用效果。 教學(xué)重點(diǎn) 向心力的概念、公式的建立，對(duì)公式理解以及相應(yīng)的計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn) 分析向心力的來源 【課前案】 一、向心力 1、向心力：做 運(yùn)動(dòng)的物體，會(huì)受到指向 的合力，這個(gè)合力叫做向心力。 （1）向心力總是指向圓心，始終與 垂直，只改變速度的 而不改變速度

2、的 。 （2）向心力是根據(jù)力的 命名，可是各種性質(zhì)的力，也可以是它們的 ，還可以是某個(gè)力的 。 （3）如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力就是物體受到的 ；如果物體做 運(yùn)動(dòng)（線速度大小時(shí)刻改變），向心力并非是物體受到的合外力。 （4）向心力的公式：F=ma= = 二、向心力大小的粗略驗(yàn)證 分析課本實(shí)驗(yàn)，加深對(duì)向心力的理解： h 1、用秒表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)若干周的 ，再通過紙上的圓測(cè)出鋼球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的 ，測(cè)量出繩長。

3、2、用 測(cè)出鋼球的質(zhì)量。 3、用公式計(jì)算鋼球所受的合力F。 4、利用公式F= 算出向心力的大小。 三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng) 1、物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，若合外力方向 與 夾角小于900，此時(shí)把F分解為兩個(gè)互相 的分力：跟圓 的Ft和指向 的Fn，如圖所示，其中Ft只改變v的 ，F(xiàn)n只改變v的 ，F(xiàn)n產(chǎn)生的加速度就是 加速度。若F與v的夾角大于900時(shí)，F(xiàn)t使v減速，F(xiàn)n改變v的方向，綜上可知同時(shí)具有向心加速度和 加速度的圓周運(yùn)動(dòng)就是變速圓周

4、運(yùn)動(dòng)。 Ft Fn F O F Ft Fn O 2、一般曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，稱為一般的曲線運(yùn)動(dòng)。 一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以把曲線分割成許多小段，每一小段看成一小段 ，然后當(dāng)作許多 不同的圓處理，再應(yīng)用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法處理。 【課中案】 任務(wù)一：向心力大小的粗略驗(yàn)證 演示實(shí)驗(yàn)：用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式 驗(yàn)證： 只需驗(yàn)證： 記錄數(shù)據(jù)： h/m T/s 兩者比值 1 2 3

5、 4 任務(wù)二、分析下面幾種情況中作圓周運(yùn)動(dòng)的物塊或小球向心力的來源： ● r 物塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng) 漏斗內(nèi)壁光滑 A B A B C ω 【例題】如圖所示，長0.40m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量為0.2kg的小球，在光滑水平面上繞繩的另一端做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)的角速度為5.0rad/s，求繩對(duì)小球需施多大拉力？ 【課后案】 題號(hào) 1 2 3 4

6、5 6 7 8 9 答案 1．在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，下列物理量不變的是（ ） A．向心加速度 B．線速度 C．向心力 D．角速度 2．下列關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力的說法中，正確的是 ( ) A．物體除其他的力外還要受到—個(gè)向心力的作用 B．物體所受的合外力提供向心力 C．向心力是一個(gè)恒力 D．向心力的大小—直在變化 3．下列關(guān)于向心力的說法中正確的是（ ） A．物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)向心力 B．向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)

7、力的作用效果來命名的，但受力分析時(shí)應(yīng)該畫出 C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力的合力，也可以是其中某一種力或某幾種力的合力 D．向心力只改變物體運(yùn)動(dòng)的方向，不改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢 4.關(guān)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期大小，下列判斷正確的是 ( ) A．若線速度越大，則周期一定越小 B．若角速度越大，則周期一定越小 C．若半徑越大，則周期一定越大 D．若向心加速度越大，則周期一定越大 5、有一質(zhì)量為m的小物塊，由碗邊滑向碗底，該碗的內(nèi)表面是半徑為R的圓弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物塊的運(yùn)動(dòng)速率恰好保持不變.則（ ） A.物塊的加速度為零

8、 B.物塊所受合力為零 C.物塊所受合力大小一定，方向改變 D.物塊所受合力大小、方向均一定 6、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤上，沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B，它們與盤間的摩擦因數(shù)相同，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)到兩個(gè)物體剛好還未發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，燒斷細(xì)線，兩個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況是（ ） A．兩物體沿切向方向滑動(dòng) B．兩物體均沿半徑方向滑動(dòng)，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn) C．兩物體仍隨圓盤一起做圓周運(yùn)動(dòng)，不發(fā)生滑動(dòng) D．物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物體A發(fā)生滑動(dòng)，離圓盤圓心越來越遠(yuǎn) 7、甲、乙兩個(gè)物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑之比為1∶2，在相

9、同時(shí)間里甲轉(zhuǎn)過60角，乙轉(zhuǎn)過45角。則它們的向心力之比為（ ） A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16 8、長為L的懸線固定在O點(diǎn)，在O點(diǎn)正下方L/2處有一釘子C，把懸線另一端的小球m拉到跟懸點(diǎn)在同一水平面上無初速度釋放，小球到懸點(diǎn)正下方時(shí)懸線碰到釘子，則小球的（ ） A．線速度突然增大 B．角速度突然增大 C．向心加速度突然增大 D．懸線拉力突然增大 9. 如下圖所示，將完全相同的兩個(gè)小球A、B，用長L=0.8 m的細(xì)繩懸于以v=4 m／s向右勻速運(yùn)動(dòng)的小車頂部，兩球與小車前后壁接觸，由于某種原因，小車突然停止運(yùn)動(dòng)，此時(shí)懸線的拉力之比FB∶FA為(g=10 m／s2)（ ） A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 ● r ω 10、一根原長為l0＝0.1m的輕彈簧，一端拴住質(zhì)量為m=0.5kg的小球，以另一端為圓心在光滑的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，角速度為＝10rad/s，彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受到的向心力。（答案10N） 6 第 6 頁 2021-7-26