6.2 向心力（第一课时）学案-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.2 向心力（第一课时）学案 学习目标 1、知道什么是向心力，能探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 2、掌握向心力的表达式，并能用来进行计算. 3、知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 新课导入 做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，说明物体一定受到了力的作用。那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？今天我们就来分析圆周运动的受力问题。 合作探究、自主学习 学习目标一：认识向心力 问题：.如图所示，用细绳拉着质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动．小球受哪些力作用？合力指向什么方向？ 知识生成：1.向心力:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向 ，这个指向 的力就叫作向心力。 2.对于做匀速圆周运动的物体,物体的速度大小 ,因此,所受合力只改变 。 3.向心力是由 或者 提供的,是根据力的 命名的。 应用探究：例1、试分析下列实例中向心力的来源m θ 学习目标二：探究影响向心力大小的因素 1.粗略的感受 如图所示，在绳子的一端拴一个小沙袋，另一端握在手中。将手举过头顶，使沙袋在水平面内做圆周运动。此时，沙袋所受的向心力近似等于绳对沙袋的拉力。换用质量大的沙袋，向心力如何变化？增大沙袋转动的速度，向心力如何变化？转动快慢不变，增加绳的长度，向心力如何变化？ 2、向心力演示仪实验设计： 实验方法：控制变量法 实验步骤： (1)保持两个小球质量m和角速度ω相同，使两球运动半径r不同进行实验，比较向心力Fn与运动半径r之间的关系。 (2)保持两个小球质量m和运动半径r相同，使两球的角速度ω不同进行实验，比较向心力Fn与角速度ω之间的关系。 (3)保持运动半径r和角速度ω相同，用质量m不同的钢球和铝球进行实验，比较向心力Fn与质量m的关系。 知识生成：精确的实验表明向心力的大小可以表示为：Fn＝ 或Fn＝ 。 应用探究 例2、图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时， 甲　　　　　　　　乙 (1)两槽转动的角速度ωA ________ ωB(填“＞”“＝”或“＜”)。 (2)现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，则钢球1、2的线速度之比为________；当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为________时，向心力公式F＝mω2r得到验证。 学习目标三：认识变速圆周运动和一般的曲线运动 1、变速圆周运动 问题：如图，分析小球做什么运动？所受合力有什么特点？ 2、一般曲线运动的研究方法 运动轨迹既不是_____也不是_____的曲线运动，称之为一般的曲线运动。研究时，可将曲线分割为许多 ,质点在每一小段的运动都可以看作 运动的一部分。某一点的向心力仍可用公式Fn＝m＝mω2r求解。 应用探究：例3、如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直．当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是(　　) A．当转盘匀速转动时，P所受摩擦力方向为c B．当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力 C．当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为a D．当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b 达标练习 1．做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（ ） A．角速度 B．速率 C．向心力 D．周期 2．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（　　） A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的性质命名的 B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，但不可能是一个力的分力 C．向心力整个过程中始终不变 D．向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向 3．下列说法中正确的有（　　） A．做直线运动的物体，所受合力一定为恒力 B．做曲线运动的物体，所受合力一定不是恒力 C．做圆周运动的物体，所受合力一定时刻指向圆心 D．做变速圆周运动的物体，指向圆心方向的合力大小在不断变化 4．如图所示，水平转台上放着一个纸箱A，当转台匀速转动时，纸箱相对转台静止。关于这种情况下纸箱A的受力情况，下列说法正确的是（　　） A．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力 B．受重力、台面的支持力和静摩擦力 C．受重力和台面的支持力 D．受重力、台面的支持力和向心力 5．如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（　　） A．摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球A受拉力和向心力的作用 C