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高中物理 第五章 曲线运动 向心力学案 新人教版必修2

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第五章 曲线运动 §6 向心力【学习目标】1、理解向心力的概念及其表达式的确切含义; 2、通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并具体“做一做”来理解公式的含义,知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算; 3、进一步体会力是产生加速度的原因,并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点,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和向心加速度。【学习过程】通过前面的学习,我们已经知道,做圆周运动的物体具有指向圆心的加速度——向心加速度,而力是产生加速度的原因,那做圆周运动的物体受力情况又有什么特点呢?阅读教材 “向心力”部分,思考并回答以下问题:1、举出几个物体做圆周运动的实例,说明这些物体为什么不沿直线飞去。2、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。向心力1.向心力的作用效果:产生向心加速度可以不断改变物体的线速度方向,维持物体做圆周运动.2.向心力的来源 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,也可以是各力的合力或某力的分力,总之,只要达到维持物体做圆周运动效果的力,就是向心力.向心力是按力的作用效果来命名的.对各种情况下向心力的来源应明确.如:水平圆盘上跟随圆盘一起匀速转动的物体[如图(a)]和水平地面上匀速转弯的汽车,其摩擦力是向心力;圆锥摆[图(b)]和以规定速率转弯的火车,向心力是重力与弹力的合力.3.圆周运动中向心力的分析 (1)匀速圆周运动:物体做匀速圆周运动时受到的外力的合力就是向心力,向心力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心,这是物体做匀速圆周运动的条件. (2)变速圆周运动:在变速圆周运动中,合外力不仅大小随时间改变,其方向也不沿半径指向圆心.合外力沿半径方向的分力(或所有外力沿半径方向的分力的矢量和)提供向心力,使物体产生向心加速度,改变速度的方向.合外力沿轨道切线方向的分力,使物体产生切向加速度,改变速度的大小. 4.圆周运动中的动力学方程 无论是匀速圆周运动,还是非匀速圆周运动,向心力和向心加速度关系都符合牛顿第二定律即:情景剖析1.用细线拴一个小球,手拉细线的一端,如图所示,使小球在水平面内做圆周运动,分析讨论以下问题。·小球在水平面内的圆周运动的向心力是由谁来提供的?·如果增大转速,将会发生什么现象?用心 爱心 专心1·定量地写出受到的合力和圆周运动所需要的...

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