高一物理必修2优质课公开课2.2.1.pptx

第1课时

匀速圆周运动的向心力和向心加速度;

课标要求

1.通过实际感受，分析归纳出物体做匀速圆周运动的条件，理解向心力概念、来源．

2．通过实验探究，归纳影响向心力大小的因素，理解向心力计算公式含义，并能用公式计算向心力大小．

3．理解向心加速度概念，并能用公式计算向心加速度的大小．;

思维导图;必备知识·自主学习;必备知识·自主学习;一、向心力

1．定义：物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心，这个指向________的合力，叫作向心力．

2．方向：始终沿着半径指向________，与________方向垂直．

3．作用效果：向心力只改变速度的________，不改变速度的________．

4．向心力是由某个力或者几个力的合力提供的，是根据力的____________命名的．

[导学1]

向心力是根据力的作用效果命名的，它是由其他力或其他力的合力提供的，分析物体受力时不能说物体受到向心力作用．;二、向心力的大小

1．实验探究

2.公式：F＝________或F＝________．

3．来源：可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力．

[导学2]

向心力与圆周运动的关系：不是因为物体做圆周运动才产生向心力，而是向心力迫使物体不断改变速度方向而做圆周运动．

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[导学3]

做非匀速圆周运动的物体，合力与速度方向夹角小于90°时，物体做加速圆周运动；合力与速度方向的夹角大于90°时，物体做减速圆周运动．;关键能力·合作探究;探究点一向心力

导学探究

如图甲所示，地球绕太阳做匀速圆周运动，地球受到了太阳对它的作用力，这个力可能沿什么方向？如图乙所示，细线系着小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动，小球受哪些力作用？这些力的合力沿什么方向？;?;典例示范

例1如图所示，质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动，角速度为ω，物块到轴心的距离为r.则物块受到的静摩擦力大小和方向分别为()

A.大小为mω2r2，方向与速度方向相反

B．大小为mωr，方向与速度方向相反

C．大小为mωr2，方向沿半径向外

D．大小为mω2r，方向沿半径向里;素养训练1如图所示，某同学为感受绳???拉力大小与转速、绳长的关系，让绳的一端拴一重物，手牵着绳子另一端在空中甩动，使重物在水平面内做圆周运动．则下列分析正确的是()

A．若增大转速，保持绳长不变，则拉力不变

B．若增大转速，保持绳长不变，则拉力变小

C．若增大绳长，保持转速不变，则拉力变小

D．若增大绳长，保持转速不变，则拉力变大;素养训练2

如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动．当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是()

A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大了

B．物体所受弹力增大，摩擦力减小了

C．物体所受弹力和摩擦力都减小了

D．物体所受弹力增大，摩擦力不变;解析：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、竖直向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，如图所示，重力G与静摩擦力f平衡，即G＝f，则静摩擦力不变，且与物体的角速度无关，因为支持力N提供向心力，即N＝mrω2，所以当圆筒的角速度ω增大以后，需要的向心力变大，则物体所受弹力N增大，D正确．;探究点二向心加速度

归纳总结

1.物理意义：描述匀速圆周运动中线速度改变的快慢，只能表示速度方向变化的快慢，不表示速度大小变化的快慢．

2．方向特点

(1)指向圆心：无论是匀速圆周运动，还是变速圆周运动，向心加速度的方向都指向圆心(或者说与线速度方向垂直)．

(2)时刻改变：无论向心加速度的大小是否变化，向心加速度的方向随线速度方向的改变时刻改变，所以圆周运动的向心加速度是时刻改变的．;3．匀速圆周运动中的“变”与“不变”

(1)“不变”量：匀速圆周运动的角速度、周期、转速不变，线速度、加速度这两个矢量的大小不变．

(2)“变化”量：匀速圆周运动的线速度、加速度这两个矢量的方向时刻改变，故它们在时刻变化．

4．向心加速度与半径的关系

(1)当线速度一定时，向心加速度与运动半径成反比，如图甲所示．

(2)当角速度一定时，向心加速度与运动半径成正比，如图乙所示．

由a-r图像可以看出：向心加速度a与r是成正比还是反比，要看是角速度ω恒定还是线速度v恒定.

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;典例示范

例2如图所示，O1为皮带传动的主动轮的轴心，主动轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，从动轮半径为r2，r3为固定在从动轮上的小轮半径．已知r2＝2r1，r3＝1.5r1.A、B、C分别是三个轮边缘上的点，则点A、B、C的向心加速度之比是(假设皮带不打滑)()

A．1∶2∶3B．2∶4∶3

C．8∶4∶3D．3∶6∶2;?;素养训练3