5.6《向心力》导学案.docx

5.6《向心力》导学案
5.6《向心力》导学案

编辑整理：

尊敬的读者朋友们：
这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（5.6《向心力》导学案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为5.6《向心力》导学案的全部内容。

7
1
《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.

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：

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9：链球运动员投掷时可以通过抡绳子来调节链球速度的大小。这给我们带来疑问:难道向心力可以改变速度的大小吗？这到底是什么原因呢？

针对训练3:物体做匀速圆周运动的条件是 （ )
A．物体有一定的初速度，且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用
B．物体有一定的初速度,且受到一个大小不变，方向变化的力的作用
C．物体有一定的初速度，且受到一个方向始终指向圆心的力的作用
D．物体有一定的初速度,且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用
规律总结：

【典例剖析】 匀速圆周运动的处理方法
［例题一］ 如图所示，光滑水平桌面上O处有一光滑的圆孔，一根轻绳一端系质量为m的小球，另一端穿过小孔拴一质量为M的木块。当m以某一角速度在桌面上作匀速圆周运动时，木块M恰能静止不动,这时小球圆周运动的半径为r,求此时小球作匀速圆周运动的角速度为多大?

[例题二] 如图所示,半径为R的半球形碗内，有一个具有一定质量的物体A，A与碗壁间的动摩擦因数为μ。 当碗绕竖直轴OO′匀速转动时，物体A刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动.求碗转动的角速度。

【当堂达标】
1、有一质量为m的小物块，由碗边滑向碗底，该碗的内表面是半径为R的圆弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物块的运动速率恰好保持不变.则( ）
A。物块的加速度为零 B。物块所受合力为零
C。物块所受合力大小一定，方向改变 D。物块所受合力大小、方向均一定
2、如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的 质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同,当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是（ ）
A．两物体沿切向方向滑动
B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远
C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动,不发生滑动
D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动,物体A发生滑动,离圆盘圆心越来越远
3、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2,在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角。则它们的向心力之比为（ ）
A．1∶4 B．2∶3 C．4∶9 D．9∶16
4、长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2处有一钉子C，把悬线另一
端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放,小球到悬点正下方时
悬线碰到钉子，则小球的（ ）
A．线速度突然增大 B．角速度突然增大
C．向心加速度突然增大 D．悬线拉力突然增大
5. 如下图所示，将完全相同的两个小球A、B，用长L=0.8 m的细绳悬于以v=4 m／s向右匀速运动的小车顶部,两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比FB∶FA为(g=10 m／s2）（ ）
A.1∶1 B。1∶2 C。1∶3 D.1∶4

6、一根原长为l0＝0。1m的轻弹簧，一端拴住质量为m=0。5kg的小球,以另一端为圆心在光滑的水平面上做匀速圆周运动,如图所示,角速度为＝10rad/s，弹簧的劲度系数k=100N/m,求小球做匀速圆周运动所受到的向心力。（答案10N）

向心力课后训练
1．下面关于向心力的叙述中正确的是( ）
A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力
B．做匀速圆周运动的物体,除了受到别的物体对它的作用外,还一定受到一个向心力的作用
C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力,也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力
D．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小
2．关于向心力的说法正确的是（ ）
A．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B．向心力不改变圆周运动物体速度的大小
C．做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D．做匀速圆周运动的物体其向心力大小不变
3．如图6―7―6所示，用细绳系着一个小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动,不计空气阻力，关于小球受力说法正确的是（ ）
A．只受重力 B．只受拉力
C．受重力、拉力和向心力 D．受重力和拉力
4．下列说法正确的是（ ）
A．做匀速圆周运动的物体的加速度恒定
B．做匀速圆周运动的物体所受合外力为零
C．做匀速圆周运动的物体的速度大小是不变的
D．做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
5．质量相等的A、B两物体，放在水平的转台上，A离轴的距离
是B离轴距离的一半,如图6―7―7所示．当转台旋转时，A、B
都无滑动，则下列说法正确的是（ ）
A．因为a＝ω2R，而RB＞RA，所以B的向心加速度比A大
B．因为a＝v2／R，而RB＞RA,所以A的向心加速度比B大
C．因为质量相等,所以它们受到的台面摩擦力相等
D．转台对B的静摩擦力较小
6．如图6―7―9所示，质量为m的木块,从半径为r的竖直圆轨道上的 A点滑向B点,由于摩擦力的作用,木块的速率保持不变，则在这个过程中（ )
A．木块的加速度为零
B．木块所受的合外力为零
C．木块所受合外力大小不变，方向始终指向圆心
D．木块所受合外力的大小和方向均不变
7．质量为m的滑块从半径为R的半球形碗的边缘滑向碗底,过碗底时的速 度为v,若滑块与碗间的动摩擦因数为μ,则过碗底时滑块受到的摩擦力大小为（ )
A．μmg B．
C． D．

8．如图6―7―10所示，半径为r的圆形转筒，绕其竖直中心OO′转动,小物块a靠在圆筒内壁上，它与圆筒间的动摩擦因数为μ，现要使小物块不下落，圆筒转动的角速度ω至少为 ．

9．汽车沿半径为R的水平圆跑道行驶，路面作用于车的摩擦力的最大值是车重的，要使汽车不致冲出圆跑道,车速最大不能超过多少？