学习目标:
1. 理解向心力和向心加速度的存在、作用和来源。 2. 理解匀速圆周运动是变加速度曲线运动。
3. 知道向心力和向心加速度的大小,并会初步应用。
4. 养成准确理解概念并从概念的物理意义分析问题的习惯。 学习重点:
向心力的作用和来源。向心加速度公式的应用 学习难点:
匀速圆周运动是变加速曲线运动的理解。 学习方法:
观察、思考、探究、练习 学习内容: 复习上节内容:
用语言叙述下列各式的意义:
v=s/t ω﹦θ/ t v=ωr T=2πr/v T=2π/ω 引入新课
今天我们接着研究做匀速圆周运动物体的受力特点和加速度大小。 演示:用系细线的小球在水平桌面上做匀速圆周运动。 一、合外力的特点
观察:1.在不计摩擦的情况下小球受到的力,分析小球受到的合外力。
2.小球运动过程中突然松手,小球将沿圆周切线做匀速直线运动。 结论:物体作圆周运动时,合外力指向圆心,用来改变运动方向。 说明:任何作匀速圆周运动的物体一定受到指向圆心的合外力,该力迫使物体改变运动方向。 理解:
思考:右图中A、B、C三个位置处小球受到的合外力方向分别怎样?已知三点处绳子的拉力大小相等,能否说这三点的合外力相同?加速度相同?注意力和加速度都是矢量。 C 结论:小球受到的合外力不断变化,加速度也不断变化,因而小球做的是变加速曲线运动。 二、向心力、向心加速度
做圆周运动的物体,总要受到指向圆心的力,该力叫做向心力;向心力产生的加速度叫做向心加速度。 向心力来源举例:
1.月亮绕地球做匀速圆周运动时,___对月亮施加的___力为月亮
提供了向心力。
2.物块在水平转盘上随盘做匀速圆周运动时,物块受到___、___
_、___三个力,其中___和___等大反向,相互平衡,____为物块作圆周运动提供向心力,该力方向指向___.
A B 3.汽车通过圆弧形拱桥顶端时,所做的也是匀速圆周运动,此时汽车的向心力由___和__
的合力提供。
结论:向心力是按照作用效果来命名的,它可以是各种性质的力,也可以是几个力的__,或者 某个力的____.
三、向心力、向心加速度的大小 试验和理论推导均可以证明:
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F向=mv/r=mωr
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F向/m=v/r=ωr 理解:
当ω一定时,由a向=_______可知r越大,a向越_____,a向与r成____比。 当v一定时,由a向=_______可知r越大,a向越_____,a向与r成____比。 由F向=ma向可知,对于不同的质点,a向相等时,F向_________相等。 随堂小实验
每人用一段细线(大约1m长),前端系住钢笔或小刀,使其在水平
ω 面内做匀速圆周运动,并按下列要求控制小球的运动
(1)。保持轨迹半径不变,加快转速,感觉向心力的变化。
R B R/2 (2). 转动过程中,将细线绕在手指上,感觉线速度不变的情况下
A 向心力和半径的关系。 随堂练习:
1. 如图所示,aA:aB=_______,aA与aB的方向
_________(填相同或不同)
2. 如右图所示,已知皮带不打滑,R=2r,则轮子匀速
转动时,aA:aB:aC=_____________.
课后巩固
C A R r r B
1、说法正确的是( )
A. 向心加速度越大,物体速率变化越快 B. 向心加速度大小与轨道半径成反比。 C. 向心加速度方向始终与速度方向垂直
D. 在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的。
2、关于北京和广州随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是( )
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都在平行赤道的平面内指向地轴 C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大 D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
3、教室里的钟表走时准确,已知秒针和分针的长度之比为5:4,求两针尖处的向心加速度之比。
向心力、向心加速度导学案 第二课时
学习目标:
1. 会对圆周运动的物体进行受力分析,能找出向心力的来源,能列出各种情况下的向心力方程。 2. 会分方向考虑合外力的作用效果,理解匀速圆周运动和变速圆周运动的受力特点。 3. 了解一般曲线运动的分析方法。 4. 提高推理分析和灵活运用公式能力。 学习重难点:
1. 分析受力,列向心力方程。 2. 分方向理解合外力的作用效果。 学习方法:
复习、观察、探究、练习 学习过程:
复习公式:an=__________=________=___________ Fn=___________=__________=__________
_______________________时,an与r成正比,______________________时,an与r成反比。 引导探究: 一、向心力探源
1. 小球做匀速圆周运动,不计摩擦,分析小球的受力,画出小球的受力图。
列方程:__________=Fn ω
2. 物块随转盘的转动做匀速圆周运动,分析物块的受力,画出受
力图,列方程:__________=Fn
θ
3. 观察演示实验,小球在水平面内做匀速圆周运动,细线扫过的轨迹构成一个圆锥,故称圆锥摆运动,分析小球的受力,画出受力图,列出向心力方程,__________=Fn,(先思考,再互相讨论交流)。 二、变速圆周运动的受力特点
观察演示:开始时,细线水平,释放小球后,小球做的是圆周运动的一部分,小球速度大小变化吗?
D 如图,绳系小球在竖直面里做顺时针圆周运动,(1)画出最高点
A的受力图,列出向心力方程。
A B C (2)画出B点处的受力图,合外力指向圆心吗?切线方向有没有合外力分量?此时小球的速率怎样变化?哪个力改变小球的速率?
小结:合外力不沿半径方向时,沿切线方向的分量改变速度的大小,沿半径方向的分量改变速度的方向。
(3)小球在C点切线方向有合外力吗?此时速度大小变化吗? (4)小球在D点速度大小怎样变化?此时哪个力提供向心力? 三、一般曲线运动
阅读课文最后一段,交流理解。
本节课小结:匀速圆周运动的物体合外力等于向心力,指向圆心;变速圆周运动的物体合外力不指向圆心,沿半径方向的分量等于向心力,沿切线方向的分量改变速率。 课后作业: 1. 整理笔记
2. 课后问题与练习2、4、5
3. 补充作业 如图, 汽车以5m/s的恒定速率在凹凸不平的路面上行驶,司机的质量为
70kg,R=10m求汽车在A、B两点时司机受到座椅的支持力。 A R
R B
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