【优选整合】人教版高中物理必修2-第5章-第6节-向心力（教案）

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1、人教版高中物理必修2第5章第6节向心力【知识与技能】1、理解向心力的概念。2、知道向心力大小与哪些因素有关。3、理解公式的确切含义，并能用来进行计算。4、知道在变速圆周运动中，可用公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。【过程与方法】通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验來了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。【情感态度与价值观】在实验中，培养动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。【教学重难点】1、明确向心力的意义、•作用、公式及其变形。2、如何运用向

2、心力、向心加速度的知识解释有关现象。【教学过程】★重难点一、向心力★一、对向心力的理解1.向心力的作用效果改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小。2.向心力的特点1）方向时刻在变化，总是与线速度的方向垂直。2）在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向心力是变力，是一个按效果命名的力。3.向心力的大小Fn=ma=加7==mcoy=nr^r4.向心力的来源向心力是从力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力

3、，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力。5.向心力来源的实例分析向心力来源实例分析如图所示，用细绳拴住小球在竖直平面内转动，当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则此时向心力由重力提供重力提供向心力如图所示，用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动，向心力由绳子的拉力弹力提供向心力如图所示,物体随转盘做匀速圆周运动，且物体相对于转盘静止，向心力由转盘对物体的静摩擦力提供3摩擦力提供向心力合力提供向心力如图所示，细线拴

4、住小球在竖直血内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时，向心力由细线的拉力和重力的合力提供。分力提供向心力如图所示，小球在细线作用下，在水平而内做圆锥摆运动时,向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供。★思考与讨论1.向心力是一种特定性质的力吗？对物体受力分析时能否考虑向心力？向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？提示：不是，向心力是效果力，对物体受力分析时不需考虑心力.向心力的方向与向心加速度的方向相同,始终指向圆心.2.向心力如何改变做圆周运动物体的运动状态？向心力计算公式对变速圆周运动是否适用？提示：向心力方向始终指向

5、圆心，与做圆周运动物体的速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小.向心力计算公式对匀速圆周运动和变速圆周运动都适用.★匀速圆周运动的动力学问题1.匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变,但方向时刻改变。2.解答匀速圆周运动问题的方法(1)匀速圆周运动问题的解题模型［③受力分析R(④列方程求解卜画出受力示意图，运用平行四边形定则或正交分解法求岀外界提供的向心力F合F合a)2r=mr=mv(D选择一种形式确定物体所需要的向心力(2)模型突破解决匀

6、速圆周运动依据的规律是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公式，因此求物体所受的合力，并选择圆周运动的公式是解决这类问题的关键。此外，弄清物体圆形轨道所在的平面，明确圆心和半径也是解题的一个关键环节。【典型例题】一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，当小球的转速增加到原转速3倍吋，测得线拉力比原来大40N,此吋线突然断裂.求：（1）线断裂的瞬间，线的拉力；（2）线断裂时小球运动的线速度【答案】（1）45N.（2）5m/s【解析】（1）小球在光滑桌面

7、上做匀速圆周运动时受三个力作用，重力吨、桌面弹力朋和线的拉力尺重力刃呂和弹力Fn平衡.线的拉力提供向心力,F向=尺=加（2勿『7?设原来的角速度为〃o,线的拉力是用，加快后的角速度为刀，线断吋的拉力是人Fn2则—=^=9F（）no由题意知F=/^+40N,解得尺=5N,F=45N.（2）设线断开时速度为v由济=——TR争丽145x0.1.c,VmV0.18★重难点二、变速圆周运动和一般的曲线运动★［要点归纳］1•两种圆周运动的比较匀速圆周运动变速圆周运动特点卩、日n、尺大小不变，方向变化，3、T、n不变y、禺、尺、血均变

8、化向心力来源合力等于向心力合力沿半径方向的分力周期性有不一定有条件合外力大小不变，方向始终与速度方向垂直合外力变化、方向与速度方向不垂直性质均是非匀变速曲线运动公式an—r—用2.处理一般的曲线运动的方法如图所示，处理一般的曲线运动时，可以把曲线分割成许多小段，每一小段可看成一段小圆弧.即质点在每小段的运动都可以看做