1. 圆周运动教案3

第五章

曲线运动

6

向心力

学习目标

1.学习向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的.

2.熟悉影响向心力大小的各个因素,并能用来进行简单的情景计算.

3.初步了解变速圆周运动切向力和法向力的作用效果.

4.知道处理一般曲线运动的思想方法.

自主探究

1.向心力:做

运动的物体,会受到指向

的合力,这个合力叫做向心力.

2.向心力总是指向

,始终与

垂直,只改变速度的

,而不改变速度的

.

3.向心力是根据力的

(选填“性质”或“效果”)命名的.

4.如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的

;如果物体做

运动(线速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力.

5.把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律,可得到向心力大小的公式

Fn=

=

=

=

合作探究

一、向心力

感受性实验一:感受小车做匀速圆周运动的过程中受几个力作用,所受合力有什么特点.

[小组合作] 做匀速圆周运动的物体所受合外力的特点: 1.大小:

.

2.方向:

.

3.小车做圆周运动的半径不同,所受绳的拉力就

(选填“相同”或“不同”).

感受性实验二:观看3段视频材料,通过对研究对象的受力分析,从理论上总结向心力的定义、方向、特点、作用效果和向心力大小的表达式.

【案例分析一】小球在光滑平面内做匀速圆周运动

1.小球受哪些力?

;所受合力方向:

.

2.哪些力提供向心力?

.

【案例分析二】橡皮随圆盘做匀速圆周运动

3.橡皮受哪些力?

;所受合力方向:

.

4.哪些力提供向心力?

.

【案例分析三】人在转椅中做匀速圆周运动

5.人受哪些力?

;所受合力方向:

.

6.哪些力提供向心力?

.

[归纳总结] 1.向心力的定义:

.

2.向心力的方向:

.

[来源:学。科。网Z。X。X。K]

3.向心力的大小表达式:

.

4.向心力的特点:

5.向心力的作用效果:

【实验探究】

实验目的: 实验原理: 实验器材: 实验过程: 实验数据记录:

线速度

次数

半径r/cm 高度h/cm 圈数n/圈

时间t/s v/(m·s-1) 1 2 3 4

Fn/N F合/N

实验结论:

二、变速圆周运动和一般的曲线运动

感受性实验三:感受物体在竖直面内做圆周运动的速度大小变化和向心力大小变化.

[小组合作] 1.物体在竖直面内做圆周运动在最高点速度

,在最低点速度

,是

圆周运动.

2.做变速圆周运动的物体所受切向力的作用效果是

,所受法向力的作用效果是

,所以合力

(选填“是”或“不是”)恒力,

(选填“指向”或“不指向”)圆心.

3.阅读教材知道处理一般曲线运动的方法.

来源:Z&xx&k.Com]课堂检测

1.下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中正确的是(

) A.物体除受其他的力外还要受到一个向心力的作用

B.物体所受的合外力提供向心力

C.向心力是一个恒力

D.向心力的大小一直在变化

2.下列关于向心加速度的说法中,不正确的是(

) ．．．A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直

B.向心加速度的方向保持不变

C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的

D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化

3.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是(

) A.向心加速度

B.线速度

C.向心力

D.角速度

4.如图所示,在匀速转动的水平转盘上,有一个相对于盘静止的物体,随盘一起转动,关于它的受力情况,下列说法中正确的是(

) A.只受到重力和盘面的支持力的作用

B.只受到重力、支持力和静摩擦力的作用

C.除受到重力和支持力外,还受到向心力的作用

D.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用

5.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止,则(

)

A.物体受到4个力的作用

B.物体所受向心力是物体所受的重力提供的

C.物体所受向心力是物体所受的弹力提供的

D.物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的

6.在一段半径为R的圆弧形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重力的μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是(

) A.v≤

B.v≤

C.v≤

D.v≤μ

7.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则(

)

A.a点与b点的线速度大小相等

B.a点与b点的角速度大小相等

C.a点与c点的角速度大小相等

D.a点与d点的向心加速度大小相等

8.一个做匀速圆周运动的物体,如果轨道半径不变,转速变为原来的3倍,所需的向心力就比原来的向心力大40N,物体原来的向心力大小为

.

9.如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求: [来源学科网]

(1)小球在最高位置时的速度大小; (2)若小球经过最低点时速度为,求杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小.

10.

如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的重物B.

(1)当小球A沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为ω=10rad/s时,物体B对地面的压力为多大? (2)当A球的角速度为多大时,B物体对地面的压力刚好为零?(g取10m/s2)