6.2 向心力 -2021-2022学年高一物理备课帮导学案（人教版2019必修第二册）

§6.2向心力 目标展示 〖教学目标〗 1、理解向心力的概念及其表达式的确切含义。 2、知道向心力的大小与哪些因素有关，并能用来进行计算。 3、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力。 〖核心素养〗 物理观念：建立向心力的物理观念，掌握向心力的确切含义。 科学思维：在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。 科学探究：.通过向心力概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法。 科学态度与责任：.经历科学探究的过程，领略实验是解决物理问题的一种基本途径，培养学生实事求是的科学态度。〖教学重点与难点〗 重点：1、理解向心力的概念。 理解牛顿第二定律在圆周运动上的应用，会确定轨道平面、圆心及向心力。 难点：向心力的确定和运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。 预习案 使用说明及学法指导（正确的方法会取得事半功倍的效果！） 1．首先明确“知识必备”中的两个知识点；然后再通读教材，查找资料，完成“教材助读”中的问题； 2．完成时间：20分钟。 知识必备（你准备好了吗？） 1．牛顿第二定律 2．力的分解 教材助读（问题引领方向！） 1．了解圆周运动合力的作用效果 2．从圆周运动拓展到一曲线运动 预习检测（检测有助于查找存在的问题和不足！） 1. 地球质量为 6.0×1024 ㎏，地球与太阳的距离为 1.5×1011m 。地球绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动，已知地球绕太阳的周期是1年，则太阳对地球的引力是多少？ 2.判一判 (1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力(　　) (2)向心力和重力、弹力一样，是性质力(　　) (3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力(　　) (4)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力(　　) (5)圆周运动中，合外力等于向心力(　　) 我的疑问（发现问题比解决问题更重要！） 请将预习中未能解决的问题和疑问写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。 探究案 质疑探究（质疑解疑，合作探究） 探究点一：向心力的大小 例1.如图所示，光滑的圆锥漏斗的内壁，有个质量为m的小球，它紧贴漏斗在水平面上做半径为r的匀速圆周运动。已知漏斗壁的倾角为θ，下列说法正确的是（　　） A．小球做匀速圆周运动的线速度为 B．小球做匀速圆周运动的线速度为 C．漏斗壁对小球的弹力为mgcosθ D．漏斗壁对小球的弹力为 针对训练1.老鹰在空中盘旋时，必须倾斜翅膀，靠空气对翅膀的作用力和老鹰的重力的合力来提供向心力，如图所示，已知空气对老鹰翅膀的作用力垂直于老鹰的翅膀。假设老鹰以角速度ω、线速度v在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，翅膀与水平方向的夹角为θ，为保证老鹰仅依靠重力和空气对翅膀的作用力的合力提供向心力，下列说法正确的是（　　） A．若飞行速率v增大，θ增大，则角速度ω可能不变 B．若R不变、θ减小，则角速度ω必须要变大 C．若角速度ω不变，θ增大，则半径R减小 D．若θ不变、飞行速率v增大，则半径R必须要变小 针对训练2.长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动，重力加速度为g），如图所示，当细线与竖直方向的夹角是α时，求： （1）小球运动的线速度的大小； （2）小球运动的角速度及周期各是多少。 针对训练3.如图所示，表演“飞车走壁”的杂技演员骑着摩托车飞驶在圆台形筒壁内，圆台筒固定不动，其轴线沿竖直方向．演员驾驶摩托车先后在M和N两处紧贴着内壁分别在图中虚线所示的水平面内做匀速圆周运动，如果此时不计车轮与筒壁的摩擦力，则（　　） A．M处的线速度一定小于N处的线速度 B．M处的角速度一定小于N处的角速度 C．M处的运动周期一定等于N处的运动周期 D．M处对筒壁的压力一定大于N处对筒壁的压力 针对训练4.设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币通过a、b两处时运动和受力情况的说法正确的是（　　） A．在a、b两处做圆周运动的圆心都为O点 B．向心力的大小 C．角速度的大小 D．向心力速度的大小 针对训练4.图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施，它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子的下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点，则可简化为如图乙所示的物理模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设绳长l＝10 m，质点的质量m＝60 kg，转盘静止时质点与转轴之间的距离d＝4.0 m，转盘逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳