向心力 讲义-高一上学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

课题： 6.2 向心力 教学目的要求：1.理解向心力的概念。2.知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。3能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。 教学重点： 向心力概念，向心力的大小和方向，向心力的来源及作用效果 教学难点： 向心力的来源及作用效果 教 学 过 程教师活动学生活动【巩固】1. 什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动？2.什么是线速度、角速度和周期? 3.线速度、角速度和周期之间的关系【导入】课本P27问题？做圆周运动的物体，其运动状态不断变化，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，其方向有什么特点呢？牛顿第一定律引导回顾提问引导思考导入新课思考回答思考教 学 过 程教师活动学生活动【新授】 一、一个平面运动的实例观察小球的运动（光滑桌面）思考小球受到几个力的作用?这几个力的合力沿什么方向? 受力分析：小球受重力、桌面的支持力和绳子的拉力重力和支持力相互抵消，合力为绳子的拉力，沿着绳子指向圆心。二、 向心力1. 定义：做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合力，这个力叫做向心力2. 方向特点：总指向圆心，沿半径方向与线速度垂直，方向不断变化向心力是恒力吗？3. 效果：只改变线速度的方向，不改变线速度的大小4. 向心力的来源分析：例1：地球绕太阳的运动可以近似看做匀速圆周运动，太阳对地球的吸引力提供向心力，指向轨迹的圆心。F合F引=Fn 在匀速圆周运动中，合力提供向心力例2：飞椅与人一起做匀速圆周运动的向心力Fn则由重力G和绳子拉力F的合力提供。合力的方向指向轨迹的圆心。如果绳子与竖直方向夹角为，则根据力的合成 演示实验引导思考重点讲解板书引导思考提问分析讲解阅读P27思考讨论学生操作记录笔记思考回答笔记教 学 过 程教师活动学生活动例3：跑车转弯受力分析：如图提供向心力：Ff例4：摩天轮受力分析：如图提供向心力：FN+mg总结：物体做匀速圆周运动时由合力提供向心力向心力是根据效果命名的力，并不是一种新的性质的力向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力练习P30-2分析支持力与重力的合力提供向心力，也可以说是支持力的水平分力提供向心力。三、 向心力的大小物体做匀速圆周运动，如果其运动状态发生改变，那么它所需要的向心力也会发生改变。1.感受向心力：P28做一做思考：做圆周运动的物体所受向心力的大小与哪些因素有关系？（1）沙袋所受的向心力手通过绳时沙袋的拉力（2）绳子长度（半径）、沙袋质量，转速（角速度）2.探究向心力大小的表达式影响向心力大小的因素很多，我们需要采用控制变量的方法来进行实验向心力演示器分析讲解板书要点总结提问练习引导思考思考分析笔记思考练习尝试P28做一做教 学 过 程教师活动学生活动实验步骤：保持和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力Fn与质量m之间的关系(钢球铝球)，记录实验教据。保持m和r相同，研究小球做圆周运动所需向心力Fn与角速度之间的关系(不同)，记录实验数据。保持和m相同，研究小球做圆周运动所需向心力Fn与半径r 之间的关系(r不同)，记录实验数据。实验结果：做匀速圆周运动所需向心力Fn的大小，在质量和角速度一定时，与半径成正比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比；在半径和角速度一定时，与质量成正比。【总结】精确的实验表明，向心力的大小可表示为轴动 传动 ， 例5：空中飞椅通过向心力大小与运动的关系，可以得到： mgtan= m2r 例6：P30-4分析小球经过最低点时，绳子与钉子相碰，小球的线速度不发生改变，对小球做受力分析，小球受重力和绳子的拉力，写出动力学方程：分析讲解板书例题分析笔记记录思考分析笔记教 学 过 程教师活动学生活动四、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点1、变速圆周运动的受力特点思考匀速圆周运动所受的合力（全部）提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？结合手握绳子使小物体加速转动的体会：小物体加速时，绳子牵引小物体的方向并不与小物体运动的方向垂直。即小物体加速时，它所受的力并不指向轨迹的圆心。（1）当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。（2）可以把F合分解为与圆周相切的Ft和指向圆心的Fn，Ft使小物体的速度越来越大，Fn提供小物体做圆周运动所需要的向心力。结论：变速圆周运动所受的合力F合部分提供向心力练习：P30-5所受合力：丙正确提问思考要点讲解板书讲解分析思考回答笔记记录思考分析教 学 过 程教师活动学生活动2、一般曲线运动的受力特点（1）定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动（2）一般的曲线运动，各个位置的弯曲程度不同，但是可以把曲线分割成很多很短的小段，每一段都可以看做圆周的一部分（具有不同的曲率半径），就可以采用圆周运动的分析方法来处理。【总结】 1、做匀速圆周运动的物体，所受的合力指向圆心，这个力叫做向心力。2、向心力的大小可以通过力的合成与分解来分析。3、向心力的大小与物体的运动状态有关：4、变速圆周运动和一般的曲线运动有特别的方法来分析其受力。 【作业】要点讲解课堂总结作业布置笔记知识巩固作业记录板书设计 6.2 向心力一、一个平面运动的实例 三、向心力的大小二、向心力 1、感受向心力1、定义 2、探究向心力大小的表达式2、方向特点3、效果 四、变速圆周运动和一般曲线运动的4、来源分析 受力特点教学课后小结 6学科网（北京）股份有限公司