56《向心力》导学案.doc

PAGE PAGE 17 PAGE 17 《向心力》导学案 【学习目标】 1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点，知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。 2．自主学习、合作探究，会分析向心力来源并进行计算。 3．积极投入，全力以赴，养成科学思维习惯和严谨的态度。 【重点】明确向心力的意义、作用及其公式。 【难点】匀速圆周运动的处理方法。 预习案 【知识梳理】 一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体受到 的合力。 2．方向：始终指向 ，与 方向垂直。 3．公式：Fn= 或Fn= 。 4．来源： （1）向心力是按照力的 命名的。 （2）匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ，也可能是某个力的分力。 5．作用：产生 ，改变线速度的方向。 二、实验验证 1．装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个水平面内做 ，组成一个圆周摆，如图所示。 2．求向心力： （1）可用Fn= 计算钢球所需的向心力。 （2）可计算 和 的合力。 3．结论：代入数据后比较计算出的向心力Fn和钢球所受合力F合的大小，即可得出结论：钢球需要的 等于钢球所受外力的 。 三、变速圆周运动和一般的曲线运动 1．变速圆周运动：变速圆周运动所受合外力 向心力，合外力产生两个方向的效果：（1）沿着半径指向圆心的分力Fn ，只改变线速度的方向，产生 加速度；（2）跟圆周相切的分力Fτ ，只改变线速度的大小，产生 加速度，此加速度描述线速度 的快慢。即若合外力方向与 夹角小于900，此时把F分解为两个互相 的分力：跟圆 的Ft和指向 的Fn，如图所示，其中Ft只改变v的 ，Fn只改变v的 ，Fn产生的加速度就是 加速度。若F与v的夹角大于900时，Ft使v减速，Fn改变v的方向，综上可知同时具有向心加速度和 加速度的圆周运动就是变速圆周运动。 F F Ft Fn O F Ft Fn F O 2．一般的曲线运动的处理方法： 一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段 ，研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理。 探究案 【质疑探究】 ——质疑解疑、合作探究 探究点一 向心力表达式的推导 问题1、分析下面几种情况中作圆周运动的物块或小球向心力的来源： ● ● r 物块随圆盘一起转动 漏斗内壁光滑 A B A B C A B C 运用牛顿第二定律和向心加速度的表达式推导向心力公式。 探究点二 向心力的理解 问题2：向心力是一种性质力还是效果力？ 问题3：向心力的方向如何？向心力是恒力还是变力？为什么？ 问题4：向心力改变的是线速度的大小还是方向？为什么？ 针对训练1：关于向心力，下列说法中正确的是 ( ) A．物体由于做圆周运动而产生向心力 B．向心力是根据性质命名的一种力 C．向心力不改变做圆周运动物体线速度的大小 D．做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 规律总结： 探究点三 向心力来源分析 问题5：如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体P一起运动，物体所受向心力是 ( ) A．重力 B．弹力 C．静摩擦力 D．滑动摩擦力 问题6：如图所示，将一质量为m的摆球用长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，则关于圆锥摆的受力情况，下列说法正确的是 ( ) 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 针对训练2：如图所示，小物块A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关于A的受力情况说法正确的是 ( ) A．受重力、支持力 B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 C．受重力、支持力、摩擦力和向心力 D．受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力 规律总结： 探究点四 匀速圆周运动与变速圆周运动 问题7：做圆周运动的物体所受合力和向心力有什么区别？ 问题8：匀速圆周运动的受力特点是什么？ 问题