向心力高一下學期物理人教版（2019）必修2

6.2向心力一、課前回顧1.根據(jù)牛頓第一定律，如果物體不受力，它會做什么運動？勻速直線運動或靜止2.勻速圓周運動的實質(zhì)是什么？變速曲線運動3.變速運動意味著什么？加速度a或合外力F不為0引出問題：那么做勻速圓周運動的物體所受的合力有何特點？vF要保證合力不能改變v的大小，F(xiàn)必須時刻垂直V，即F要指向圓心二、向心力1.在如圖的運動中，地球所受的合力可能沿什么方向?可能是什么力提供合力?2.在如圖的平面中，小球受到幾個力的作用?這幾個力的合力方向?應該受到指向太陽的引力作用小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個力的作用，其合力即為繩子的拉力，其方向指向圓心觀看視頻女運動員受到幾個力的作用？這幾個力的合力沿什么方向？二、向心力（自行預習并回答）1.請同學們閱讀課本27頁向心力部分，回答以下問題：定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力向心力特點：（1）向心力方向時刻

，（但始終指向

，且與速度方向

）（2）向心力作用：（3）力是矢量，根據(jù)向心力方向的特點得出，向心力為

（恒力或變力）（4）向心力是根據(jù)

來命名的，它可以是某一個力或是幾個力的合力來提供發(fā)生變化圓心垂直改變線速度的方向，但不改變線速度大小變力力的作用效果二、向心力的產(chǎn)生回答下列問題：以下圖片中的向心力是由什么力產(chǎn)生的？它是物體受到的嗎？二、向心力的來源具體分析請嘗試求出上述三幅圖中向心力的大?。弘S堂練1：1.(多選)下面關(guān)于向心力的敘述中，正確的是（）A.向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個變力B.做勻速圓周運動的物體，除了受到別的物體對它的作用力外，還一定受到一個向心力的作用C.向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個力，也可以是這些力中某幾個力的合力，或者是某一個力的分力D.向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小ACD隨堂練1：B2.如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體，物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動，物體所需的向心力由下面哪個力來提供()A.重力B.彈力C.靜摩擦力D.滑動摩擦力隨堂練1：BC3.（多選）質(zhì)量為m的球用長為L的細繩懸于天花板的O點，并使之在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，細線與豎直線成θ角，則以下正確的是()A.擺球受重力、拉力和向心力的作用B.擺球只受重力、拉力的作用C.擺球做勻速圓周運動的向心力為mgtanθD.擺球做勻速圓周運動的周期為Lsin三、向心力大小1.我們已經(jīng)知道向心力的方向，來源及特點。請觀看實驗視頻，并回答向心力的大小與哪些物理量有關(guān)？三、向心力大小實驗結(jié)論：ω，R一定，F(xiàn)與ｍ成正比m，Ｒ一定，F(xiàn)與ω成正比m，ω一定，F(xiàn)與Ｒ成正比通過實驗表明，向心力的大小可以表示為：三、向心力大小根據(jù)所學內(nèi)容，試推導出其他向心力的公式提示：隨堂練2：D1.如下圖所示，半徑為r的圓筒，繞豎直中心軸旋轉(zhuǎn)，小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒內(nèi)壁間的動摩擦因數(shù)為。假設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同，要使a不下落，則圓筒轉(zhuǎn)動的角速度至少為

()

隨堂練2：B2.如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定在水平地面不動。有兩個質(zhì)量均為m的小球A和小球B緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球B所在的高度為小球A所在的高度一半。下列說法正確的是()A.小球A、B所受的支持力大小之比為2：1B.小球A、B所受的支持力大小之比為1：1C.小球A、B的角速度之比為：1D.小球A、B的線速度之比為2：1隨堂練2：D3.如圖是利用圓錐擺粗略驗證向心力表達式的實驗裝置圖．已知小球質(zhì)量為m，小球距懸點的豎直高度為h，小球在水平面內(nèi)做圓周運動的半徑為r，用秒表測得小球運動n圈的時間為t，則下列說法正確的是（）A.小球受到重力、拉力、向心力B.在轉(zhuǎn)速一定時，小球的質(zhì)量越大，細線與豎直方向的夾角越小C.小球的線速度的表達式D.小球所受的合外力為隨堂練2：4.長為L的細線，拴一質(zhì)量為m的小球，細線上端固定，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，當細線與豎直方向成θ角時，求：(重力加速度為g)(1)細線中的拉力大小；(2)小球運動的線速度的大小.四、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點觀察圖片，看看鏈球加速運動時，繩子的拉力與鏈球的運動方向是否垂直？用繩子拉著沙袋做變速圓周運動，繩子拉力與沙袋運動方向是否應該垂直？并用理論知識進行解釋當做變速圓周運動時，繩子的拉力與鏈球運動方向、與沙袋運動方向都都不垂直，因為此時的合力并不指向圓心四、變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點1.請同學們閱讀課本29-30頁，回答以下問題：變速圓周運動的受力特點：

所受合力可分解為兩個相互垂直的力，一個指向圓心，一個沿速度方向一般曲線運動的定義：

運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動分析思路：思考與討論：當物體做圓周運動的線速度逐漸減小時，物體所受合力的方向與速度方向的夾角是大于90°還是小于90°呢？原因？課堂小結(jié)：本節(jié)內(nèi)容：不懂之處：重難點：向心力的來源、方向分析、向心力的性質(zhì)、大小計算、變速圓周運動和一般圓周運動的受力特點向心力的方向、向心力的計算、向心力的作用效果1.如圖所示，在室內(nèi)自行車比賽中，運動員以速度v在傾角為的賽道上做勻速圓周運動．已知運動員的質(zhì)量為m，做圓周運動的半徑為R，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.運動員做圓周運動的角速度為vRB.如果運動員減速，運動員將做離心運動C.運動員做勻速圓周運動的向心力大小是D.將運動員和自行車看成一個整體，則整體受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用課堂檢測：C課堂檢測：2.如圖所示，一圓柱形容器繞其軸線勻速轉(zhuǎn)動，內(nèi)部有A、B兩個物體，均與容器的接觸面間始終保持相對靜止。當轉(zhuǎn)速增大后A、B與容器接觸面間仍相對靜止，下列說法正確的是()A.兩物體受到的摩擦力都增大B.兩物體受到的摩擦力大小都不變C.物體A受到的摩擦力增大，物體B受到的摩擦力大小不變D.物體A到的摩擦力大小不變，物體B受到的摩擦力增大D課堂檢測：3.內(nèi)表面為半球型且光滑的碗固定在水平桌面上，球半徑為R，球心為O，現(xiàn)讓可視為質(zhì)點的小球在碗內(nèi)的某一水平面上做勻速圓周運動，小球與球心O的連線與豎直線的夾角為，重力加速度為g，則()A.小球的加速度為B.碗內(nèi)壁對小球的支持力為C.小球運動的速度為D.小球的運動周期為D課堂檢測：B4.如圖，完全相同的可視為質(zhì)點的甲、乙兩個金屬小球，在置于水平地面的內(nèi)壁光滑的碗形容器內(nèi)，先后沿著不同半徑在水平面內(nèi)做勻速圓周運動．則（）A.甲運動時所需向心力大，甲運動時碗對地面的壓力會大于乙運動時碗對地面的壓力B.甲運動時所需向心力大，兩種情況下碗對地面的壓力一樣大C.兩種情況下所需向心力一樣大，甲運動時碗對地面的壓力小于乙運動時碗對地面的壓力D.兩種情況下甲、乙所需向心力一樣大，兩種情況下碗對地面的壓力一樣大課堂檢測：5.用如圖所示的向心力演示器探究向心力大小的表達式。已知小球在擋板A、B、C處做圓周運動的軌跡半徑之比為1:2:1，回答以下問題：（1）在該實驗中，主要利用了_____來探究向心力與質(zhì)量、半徑、角速度之間的關(guān)系；A.理想實驗法

B.微元法

C.控制變量法

D.等效替代法C（2）探究向心力與角速度之間的關(guān)系時，應讓質(zhì)量相同的小球分別放在_____處，同時選擇半徑_____（填“相同”或“不同”）的兩個塔輪；A.擋板A與擋板B

B.擋板A與擋板C

C.擋板B與擋板CB相同課堂檢測：7.為驗證向心力公式，某探究小組的同學設(shè)計了如圖所示的演示實驗，在米尺的一端鉆一個小孔，使小孔恰能穿過一根細線，線下端掛一質(zhì)量為m、直徑為d的小鋼球，將米尺固定在水平桌面上。測量出懸點到鋼球的細線長度l，使鋼球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，圓心為O。待鋼球的運動穩(wěn)定后，用眼睛從米尺上方垂直于米尺往下看，讀出鋼球外側(cè)到O點的距離r，并用秒表測量出鋼球運動n圈用的時間t。求：（1）小鋼球做圓周運動的周期T。（2）小鋼球做圓