内容正文:
匀速圆周运动的向心力和向心加速度
2、理解加速度的概念,能利用公式计算向心加速度的大小。
3、归纳影响向心力大小的因素,理解向心力公式的确切含义。
1、通过对圆周运动实例的分析,归纳总结物体做圆周运动的条件,理解向心力的概念。
教学目标
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用一根结实的细线拴着一个小钢球在较为光滑的桌面上做圆周运动。体验绳对手的拉力,并完成下列思考题:
1、增大旋转速度,体验拉力大小的变化。
2、增大旋转半径,体验拉力的变化。(用秒表计时控制转动速度不变)
3、松手后,物体还能继续做圆周运动吗?
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结论:物体做圆周运动需要受到沿半径方向指向圆心的合力。
思考:匀速圆周运动是曲线运动,速度方向时刻在变化,所以做匀速圆周运动的物体一定受到合外力的作用,做匀速圆周运动的物体所受合外力有何特点?
猜想:有的同学根据刚才的探究实验,进行受力分析;有的同学根据力的定义想到:力是改变物体运动状态的原因,从而进行受力分析。
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思考:
1、对研究对象作受力示意图。
2、猜想合力的方向,检验完
善自己的猜想。
3、合力的方向应该指向哪里?
结论:
大量实例说明,物体做匀速圆周运动时所受合力方向始终指向圆心,这个指向圆心的合力就叫作向心力。
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思考:
1.通过对教材中两个物体的受力分析,你认为向心力由哪些力提供?
2.你认为向心力是按力的性质命名的还是按力的作用效果命名的?
结论:
向心力可以由弹力提供,也可以由其他性质的力提供;可以由一个力提供,也可以由几个力的合力提供。所以向心力是按力的作用效果来命名的。
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实验探究:影响向心力大小的相关因素。
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1、用质量比为2:1的钢球和铝球,使他们的运动半径R和角速度ω均相同,观察露出的红白相间方格数的比值为2:1,即两球所受向心力的比值也为2:1,因此可以得出:F与m成正比。
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2、当m、ω相同时,半径比为2:1,向心力的比值也为2:1,因此F与半径R成正比。
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3、当m、R相同时,角速度比值为2:1,向心力的比值为4:1,因此F与角速度的平方成正比。
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结论:
精确的实验表明:做匀速圆周运动所需向心力的大小,跟转动半径r成正比,跟角速度 的