粵教版必修二 全國公開課一等獎(jiǎng)

第二節(jié)向心力1、知道向心力及其方向，理解向心力的作用。2、理解向心力與哪些因素有關(guān)，掌握向心力的公式。3、理解向心加速度，掌握向心力的公式及其變形。4、能應(yīng)用牛頓第二定律分析向心力。一感受向心力用手通過細(xì)繩拉物體在桌面上做圓周運(yùn)動(dòng)，改變物體的質(zhì)量、繩子長度和轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，感受一下拉力大小的變化。1.向心力的定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受到的合力總是指向圓心，這個(gè)力叫做向心力。2.向心力的方向：總指向圓心,與速度垂直，時(shí)刻改變。3.向心力的命名：向心力是效果力。4.向心力的作用：向心力總與速度垂直，所以向心力不改變速度的大小，只改變速度的方向。向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？驗(yàn)證：猜想：可能與m、r、ω、v有關(guān)控制變量法向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？向心力與質(zhì)量的關(guān)系向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？向心力與角速度的關(guān)系向心力的大小跟哪些因素有關(guān)？向心力與半徑的關(guān)系5.向心力的大?。篎=mω2r由v=ωr得注意單位F→Nω→rad/sr→mv→m/sF=mv2/r二向心加速度1.定義做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度總是指向圓心，這個(gè)加速度叫做向心加速度。2.方向指向圓心3.意義表示物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向改變的快慢推導(dǎo)牛頓第二定律F=mω2r==ma結(jié)果a=ω2ra=v2/r依據(jù)牛頓第二定律4.大小應(yīng)該說角速度的大小相同時(shí)，向心加速度的大小跟半徑成正比；線速度的大小相同時(shí)，向心加速度的大小跟半徑成反比。從看，a跟r成正比，從看，a跟r成反比。向心加速度的大小跟半徑到底成正比還是成反比？例1.一列火車質(zhì)量為500t，拐彎時(shí)沿著圓弧形軌道前進(jìn)，圓弧半徑為375m，通過彎道時(shí)車速為54km/h，火車所需要的向心力是多大？產(chǎn)生的向心加速度是多大？解：火車拐彎時(shí)v=54km/h=15m/s,m=500t=5×105kg.向心加速度向心力例2.(1)線的一端系一個(gè)重物，手執(zhí)線的另一端使重物在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，線長易斷，還是線短易斷？O解：拉力提供向心力，轉(zhuǎn)速相同，則角速度相同，據(jù)F向心力=mω2r，線越長，F(xiàn)向心力越大，故線長易斷。例2.(2)如果重物運(yùn)動(dòng)時(shí)系線被桌上的一個(gè)釘子擋住，隨后重物以不變的速率在系線的牽引力下繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)，系線碰釘子時(shí)，釘子離重物越遠(yuǎn)線易斷，還是越近線易斷？0解：這種情形速率不變，即v相同，據(jù)，線越短，需要的向心力越大，線越容易斷，即釘子離重物越近線易斷。汽車拐彎三生活中的向心力蕩秋千過拱橋VROGFN由上式和牛頓第三定律可知解：根據(jù)牛頓第二定律例3.質(zhì)量為m的汽車以速度V，經(jīng)過一個(gè)半徑為R的拱形橋，行駛到最高點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋面的壓力是多大？拱橋問題解得支持力汽車對(duì)橋的壓力速度多大時(shí)汽車對(duì)拱橋的壓力為零，超過這個(gè)速度會(huì)有怎樣的情景發(fā)生？根據(jù)=0，可以得到汽車的速度時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力為零，超過這一速度汽車將離開橋面做平拋運(yùn)動(dòng)。1.如圖所示的皮帶傳動(dòng)裝置中，主動(dòng)輪的半徑r1大于從動(dòng)輪的半徑r2。輪緣上的A點(diǎn)和B點(diǎn)的向心加速度哪一個(gè)大？A點(diǎn)和C點(diǎn)相比呢？r1r2ACB因?yàn)锳點(diǎn)和C點(diǎn)的角速度相同，A點(diǎn)的半徑大于C點(diǎn)的半徑，根據(jù)a=ω2r

得A點(diǎn)的加速度大于C點(diǎn)的加速度。解：因?yàn)锳和B的線速度相同，A點(diǎn)的半徑大于B點(diǎn)的半徑，根據(jù)a=v2/r

得A的加速度小于B點(diǎn)的。2.物塊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，隨轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有發(fā)生滑動(dòng)，關(guān)于物塊受力情況，說法正確的是（）A.受重力、支持力、沿半徑向外的摩擦力、和指向圓心的向心力B.受重力、支持力、與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力、指向圓心的向心力C.受重力、支持力、指向圓心的摩擦力D.只受重力、支持力C3.一個(gè)質(zhì)量為m的人在蕩秋千，秋千的繩子長為L,人可看做質(zhì)點(diǎn)，此人經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)對(duì)秋千的壓力為多大？速度越大，壓力越大還是越??？解：F向=F1

G

=mLv2F1

=m

+ＧLv2由牛頓第三定律可知人對(duì)秋千的壓力F1′=F1速度越大對(duì)秋千的壓力越大根據(jù)牛頓第二定律GF1解得向心力方向：總指向圓心，時(shí)刻改變大?。篎=mrω2，F(xiàn)=mv