高中物理 5.7《向心力》学案 新人教版版必修2

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1、5.7向心力(学案)一、学习目标1.知道什么是向心力,理解它是一种效果力2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义,并能用来进行计算3.结合向心力理解向心加速度4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系二、课前预习1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向,以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等。其中,向心力概念,向心力的大小和方向是本节重点,变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点。2、向心力,向心力是产生的原因,它使物体速度的不断改变,但不能改变速度的。向心力是按命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供

2、,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。向心力大小的计算公式。3、力与运动的关系①力与速度同一直线,力只改变速度,不改变速度。②力与速度垂直,力只改变速度,不改变速度。③力与速度成其它任意角度,。4、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式①、实验器材有哪些?②、简述实验原理(怎样达到验证的目的)③、实验过程中要注意什么?测量那些物理量(记录哪些数据)?④、实验过程中差生误差的原因主要有哪些?5、当物体沿圆周运动,不仅速度方向不断变化,其大小也在不断变化,这样的圆周运动称为变速圆周运动。物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终

3、指向圆心,这时合外力的作用效果是:使物体产生向心加速度的同时,产生切向加速度。匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。-10-6、一般曲线运动及研究方法:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可称为一般曲线运动。研究时,可将曲线分割为许多极短的小段,每一段均可看作圆弧,这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。三、经典例题例1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供?①玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动;或者漏斗里的运动,如图。(不计摩擦)②圆锥摆运动:细线下面悬挂一钢球,细线上端固定,设法使小球在水平面面上做圆

4、周运动。例2如图所示,小物体A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A的受力情况是( )  A、受重力、支持力  B、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力  C、重力、支持力、向心力、摩擦力  D、以上均不正确例3、一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是哪一个?N。N。M乙FMN。丙FMN。丁F例4、如图所示,长0.40m的细绳,一端拴一质量为0.2kg-10-的小球,在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动,若运动的角速度为5

5、.0rad/s,求绳对小球需施多大拉力?例5、如图,小球在关于O点对称的AB两点间摆动,最高点时与竖直方向夹角为30°,则(1)小球做圆周运动的向心力由哪些力提供?(2)若摆线的长度L=m,小球质量为m,小球在最低点O的速度为,求小球在O点时绳子拉力多大?小球在B点时绳子拉力多大、ABO例6、质量分别为M和m的两个小球,分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,拴M和m的悬线与竖直方向夹角分别为和,如图所示,则()mMαβ2llA.B.C.D.例7、如图所示,半径为R的圆筒绕轴以角速度ω匀速转动,物体m与圆筒壁的动

6、摩擦因数为-10-μ,设,为使m不下滑,ω至少为多大?ωR四、巩固练习1、如图所示,将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是()A.摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球受拉力和向心力的作用C.摆球受重力和拉力的作用D.摆球受重力和向心力的作用LmθABθ2、如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则

7、以下说法中正确的是()A.A球的线速度必定大于B球的线速度B.A球的角速度必定小于B球的线速度C.A球的运动周期必定小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力-10-3、如图所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一个小球,在O点的正下方钉一个钉子A。让小球从一定高度摆下,经验告诉我们,当细绳与钉子相碰时,如果钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断。请用圆周运动的知识加以论证。AO。4、如图,已知绳长a=0.2m,水平杆长b=0.1m,小球质量m=0.3kg,整个装置可绕竖直轴转动。(1)要使绳子与竖直方向成450角

8、,试求该装置必须以多大的角速度旋转?(2)此时绳子对小球的拉力为多大?θωrabABOα5、如图所示,被长为L的细线OB系住的小球处于静止状态,把水平线OA剪断的瞬间小球的加速度大小。。6、如图所示,半径为R的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A,A与碗壁间的

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