高中物理-向心力與向心加速度教學(xué)課件設(shè)計(jì)

復(fù)習(xí)提問

什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)?“勻速”的含義是什么？那么物體所受的外力有何特點(diǎn)？加速度又怎樣呢？勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)變速曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變一定受到外力一定存在加速度描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有哪些?這幾個(gè)物理量之間有哪些聯(lián)系？第二節(jié)：向心力與向心加速度商河一中王福美花樣滑冰

這些物體為什么會(huì)做圓周運(yùn)動(dòng)？拉住繩子一端，使小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。觀察與思考：1.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度是否變化？2.小球受到哪些力作用？合外力是哪個(gè)力？這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)？這個(gè)力起什么作用？3.一旦線斷或松手，結(jié)果如何？OGFNF小球受力分析：

OFN與G相抵消，所以合力為FOFFFVVVO小球受力分析：結(jié)論：做勻速圓運(yùn)動(dòng)的小球，合外力指向圓心，與速度V垂直1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一定要受到一個(gè)始終指向圓心的等效力的作用，叫向心力。

2.特點(diǎn)：方向始終與V垂直，指向圓心。一.向心力方向時(shí)刻發(fā)生變化，是變力OFFFVVVO為什么？3.作用效果:OFFFVVVO因?yàn)橄蛐牧εc運(yùn)動(dòng)方向垂直，所受向心力對物體不做功，所以不改變速度的大小，只改變速度方向。只改變V的方向,不改變V的大小圓錐擺GFF合r小球受到哪些力的作用？θO向心力由拉力F和重力G的合力提供。向心力由什么力提供？想一想

物體相對轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)F向=F合=Ff木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力：由圓盤對木塊的靜摩擦力f提供ωOGFNFf小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？想一想4.注意：1、向心力通常由重力、彈力、摩擦力中的某一個(gè)力，或者是某個(gè)力的分力，或幾個(gè)力的合力所提供.2、向心力是根據(jù)力的作用效果來命名的，在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，切不可在物體的相互作用力（重力、彈力、摩擦力）以外再添加一個(gè)向心力．即受力分析時(shí)不要把向心力當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的力。3、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力完全充當(dāng)了向心力；非勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力并非物體受到的合外力。體驗(yàn)與猜測：向心力大小可能與哪些因素有關(guān)？5.向心力大?。海?）體驗(yàn)向心力的大小猜想：向心力大小可能與_________________有關(guān)質(zhì)量、半徑、角速度（2）演示實(shí)驗(yàn)：用向心力演示器演示方法:控制變量法1.F與m的關(guān)系保持r、ω一定保持r、m一定2.F與r的關(guān)系保持m、ω一定3.F與ω的關(guān)系m大，F(xiàn)也大r大，F(xiàn)也大ω大，F(xiàn)也大結(jié)論:

向心力的大小F與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度ω都有關(guān)系根據(jù)推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式公式：F＝mrω2例題1:小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。O’OmgTF小球受力：豎直向下的重力G沿繩方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：θL小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由牛頓第二定律：即：r小試牛刀1、用細(xì)線拴柱一球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是（）在線速度一定情況下，線越長越易斷A在線速度一定情況下，線越短越易斷B在角速度一定情況下，線越長越易斷C在角速度一定情況下，線越短越易斷DBC（1）向心加速度由誰產(chǎn)生？方向如何？（3）怎樣推導(dǎo)向心加速度的公式？（2）加速度是描述速度變化快慢的物理量，那么向心加速度是描述什么的物理量？思考：向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量。向心加速度由向心力產(chǎn)生，據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到：這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同，向心力公式:F向

=F合=mrω2推導(dǎo):

向心加速度的大小與方向根據(jù)牛頓第二定律:F合=ma或a與r究竟是成正比呢，還是成反比？想一想若ω一定,就成正比;若v一定,就成反比。理論推導(dǎo)二.向心加速度1、概念：向心加速度即向心力產(chǎn)生的加速度，只是描述線速度方向變化的快慢。2、大?。篴=rω2

3方向：與向心力方向一致，即總指向圓心，向心加速度的方向是不斷變化的。4、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：加速度大小不變，方向時(shí)刻改變，是變加速曲線運(yùn)動(dòng).D2、物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是：（）A.a=v2/r,向心加速度的大小一定跟圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比B.根據(jù)a=ω2r,向心加速度的大小一定跟圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成正比C.根據(jù)ω=v/r,角速度一定跟圓周運(yùn)動(dòng)的半徑成反比D.根據(jù)ω＝2πn，角速度一定跟轉(zhuǎn)速成正比小試牛刀課堂練習(xí)1、關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是：（）A．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種勻速運(yùn)動(dòng)B．勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種變加速運(yùn)動(dòng)C．由于物體做圓周運(yùn)動(dòng)，所以才產(chǎn)生向心力D．由于物體受到向心力的作用，所以物體才不斷改變運(yùn)動(dòng)速度的方向而做圓周運(yùn)動(dòng)解析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是速度、向心加速度大小不變，而方向時(shí)刻改變，是一種變加速運(yùn)動(dòng)，可見B正確，A錯(cuò)；向心力的作用是改變速度的方向，由此可知D正確；C錯(cuò)，是因?yàn)樵谶\(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系中，運(yùn)動(dòng)不是產(chǎn)生力的原因，應(yīng)該是力產(chǎn)生加速度。BD2、甲、乙兩物體都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其質(zhì)量比為1:2，運(yùn)動(dòng)軌道半徑比為1:2，當(dāng)甲轉(zhuǎn)過60o時(shí)，乙轉(zhuǎn)過45o，則它們的合外力大小之比為：（）

A．1:4B.2:3C.9:16D.4:9

解析：因?yàn)棣丶?ω乙=π/3:π/4=4:3由F＝mrω2得F甲:F乙=4:9故D正確D3.如圖所示皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪，大輪直徑是小輪直徑的２倍，A是大輪邊緣上一點(diǎn)，B是小輪邊緣上一點(diǎn)，C是大輪上一點(diǎn)，C到圓心O1的距離等于小輪半徑。轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不打滑，則A、B、C三點(diǎn)的角速度之比ωA：

ωB：ωC=________，向心加速度大小之比aA：aB：aC=

________

。1:２:1２:４:1課堂小結(jié)一、向心力：⑴大小：

⑵方向：沿半徑指向圓心。是變力。⑶特點(diǎn)：F⊥V,方向不斷變化。⑷來源：重力、彈力、摩擦力或幾個(gè)力的合力?；颍篎=mv2rF=mrω2二.向心加速度:⑴大小:

a=rω2

或a=