6.2 向心力 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.2 向心力 【学习目标】： 1、通过活动和实验探究，感受向心力，理解向心力的概念、特点、表达式。 2、通过分析具体实例，掌握分析实际问题中向心力来源的方法，会 计算匀速圆周运动的向心力。 3、通过比较，知道变速圆周运动的合力大小和方向特点，能借用变 速圆周运动的动力学特征分析一般的曲线运动。 【重点难点】 重点：1、理解线速度、角速度和周期 2、什么是匀速圆周运动 3、线速度、角速度及周期之间的关系 难点：对匀速圆周运动是变速运动的理解 【预习案】 一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向__________，这个指向__________的力叫作__________． 2．作用：改变速度的__________。 3．方向：始终沿着__________指向圆__________ 4．向心力是根据力的_______________命名的，它是由____________________提供． 二、向心力大小 1.影响向心力大小的因素有________ ________ ________。 2.向心力的大小：Fn＝________＝________＝________. 三、变速圆周运动和一般的曲线运动 1．变速圆周运动 (1)受力特点：变速圆周运动中合力_______（填不指或不指）向圆心，合力F产生改变线速度_______和_______两个作用效果． (2)某一点的向心力仍可用公式Fn＝_______ ＝_______ 求解． 2．一般的曲线运动 曲线轨迹上每一小段看成__________的一部分，在分析其速度大小与合力关系时，可采用圆周运动的分析方法来处理． (1)合力方向与速度方向夹角为__________时，力为动力，速率越来越大． (2)合力方向与速度方向夹角为__________时，力为阻力，速率越来越小． 【探究案】 探究点一　向心力 1. 感知向心力 轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 （1） 感受一下，手受到什么样的力？小球受力是怎样的？ （2） 若小球转动过程中，突然松开绳子， 会发生什么现象？ 2. 向心力的概念 （1） 定义： （2） 方向： （3） 作用效果： 【例1】 运动员在短道速滑比赛中过弯道时,运动员(　　) A.受到重力、弹力、摩擦力的作用 B.受到重力、弹力、向心力的作用 C.向心力的大小与运动员的速度成正比 D.向心力的大小与运动员的角速度成正比 【例2】.如图所示,物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有(　　) A.圆盘对B及A对B的指向圆心的摩擦力 B.圆盘对B的指向圆心的摩擦力,A对B的背离圆心的摩擦力 C.圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力 D.圆盘对B的摩擦力和向心力 探究点二　向心力的大小 1.做一做：感受向心力，猜测向心力的大小与哪些因素有关？ 结论： 2.定性探究情景： 【例3】 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 (1) 匀速转动手柄1,使变速塔轮2和3、长槽4和短槽5匀速转动,槽内的小球也随之做匀速圆周运动。小球挤压挡板使挡板另一端压缩测力套筒的弹簧,压缩量可从器件___________(选填数字“6”“7”或“8”)上读出,该读数即显示了向心力的大小。该探究实验所采用的方法是______________ (2)图示情境正在探究的是__________。  A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过图示实验可以得到的结果是__________。  A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比 C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比 D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比 3.定量探究情景： 【4】用如图6所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关. (1)本实验采用的科学方法是_____. A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法 (2)图示情景正在探究的是_____. A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过本实验可以得到的结论是_____. A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 D.在质量和角速度一定的情况下，向心