2016-2017学年教科版必修2匀速圆周运动的向心力和向心加速度学案

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1、2匀速圆周运动的向心力和向心加速度学习目标重点难点1.通过对圆周运动实例的分析过程，归纳总结物体做圆周运动的条件，理解向心力的概念.2.归纳影响向心力大小的相关因素，理解公式确切的含义.3.理解向心加速度的概念，并能计算向心加速度的大小.重点：1.向心力的概念和公式.2.向心力公式的理解、应用.3.向心加速度的方向和表达式.难点：1.向心力的來源及意义的理解.2.向心加速度的方向.KEQ/AjXYl/X//)AOXtE创❻导航：：：：：：：：：：：：：：：：：◎❷导引：：：：：：：：：：：：：：：：：1.向心力及其方向（1）定义：做匀速

2、圆周运动的物体受始终指向圆心的合力.（2）方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直.（3）作用：向心力只改变速度方向,不改变速度大小,因此向心力不做功.（4）来源：向心力是按照力的作用效果命名的，可以由一个力提供，也可以由儿个力的合力提供.做匀速圆周运动的物体，向心力就是物体受到的合外力，做非匀速圆周运动的物体，向心力不是物体所受到的合外力.2.向心力的大小（1）实验探究‘3,厂相同，改变质量,探究向心力吗质量的关系5,z相同，改变角速度,探究向心力F与角速度的关系®G相同，改变半径,探究向心力旳半径的关系（2）公式，F=m厂3’或F=—

3、r3.向心加速度（1）定义做圆周运动的物体受到向心力的作用，存在一个由向心力产生的加速度.2（2）大小：a=rco2或刃=—.r（3）方向：与向心力的方向一致,始终指向圆心.疤果堂•含作探笼KETANGHEZUOTANJ1U••••••一、对向心力的理解@活动与探究❶1.向心力的作用效果是什么？答案：向心力是效果力，向心力的作用效果是只改变速度方向不改变速度大小.2.向心力的来源是什么？答案：向心力是指向圆心方向上的合力，可以是某个力、可以是某儿个力的合力，也可以是某个力的分力.1.向心力是恒力还是变力？为什么？答案：是变力，因为向心力

4、的方向始终指向圆心，方向时刻在变，所以向心力是变力.2.质点做匀速圆周运动的条件是什么？答案：质点做匀速圆周运动的条件是合外力的大小不变，方向始终与速度方向垂直且指向圆心.3.做变速圆周运动的物体所受的合外力方向与速度方向垂直吗？当物体的速率增人或减小时，物体受到的合外力与瞬时速度之间的夹角分别是什么角？答案：（1）变速圆周运动所受的合外力方向与速度方向一定不垂直.（2）当速率增大时，物体受到的合外力与瞬时速度之间的夹角是锐角.（3）当速率减小时，物体受到的合外力与瞬时速度Z间的夹角是钝角.◎迁移❻您用1如图所示，一小球用细绳悬挂于0点

5、，将其拉离竖直位置一定角度后释放，让小球以0点为圆心做圆周运动，则运动中小球所需的向心力是（）.A.绳的拉力B.重力和绳子拉力的合力C.重力和绳子拉力的合力沿绳方向的分力D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力答案：CDmg解析：如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心方向的力.因此，它可以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方向的分力的合力，故C、D正确.闕师点津•••!.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

6、大小2rR、=呱=im•=in~=mv3r对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆周运动（如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动），其向心力大小随速率y的变化而变化，公式表述的只是瞬时值.3.向心力的方向无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力.4.向心力的来源（1）向心力可以由重力提供，如用细线拴住小球在竖直面内转动，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，即F.=G,如图（a）.（2）向心力可以由弹力提供，如用细线拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆

7、周运动，向心力由细线的拉力用（即弹力）提供，即FT,如图（b）.（3）向心力可以由摩擦力提供，如物体随转盘做匀速圆周运动，II物体相对转盘静止,向心力由转盘对物体的静摩擦力提供，即尺=局，如图（c）.（4）向心力可以由合力来提供，如细线拴住小球在竖直面内做匀速圆周运动，当小球经过最低点时向心力由细线的拉力斤和重力G的合力提供，即凡=FlG,如图（d）.（5）向心力可由某个力的分力提供，如小球在细线作用下，在水平而内做圆锥摆的运二、对向心加速度的理解•活动与探究阪>1•向心加速度的物理意义是什么？答案：向心加速度是描述做匀速圆周运动的物体

8、速度方向变化快慢的物理量，向心加速度越大，表示转弯越“急”，向心加速度越小，表示转弯越“缓”.22.根据日=工=6/厂如何分析向心加速度与线速度、角速度之间的正比、反比关系？r答案：（1）当匀速圆周运动的半