高中物理 2.2向心力学案 粤教版必修2

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1、§2.2向心力【学习目标】【知识和技能】（1）经历向心力的实验探究过程，体验什么力是向心力及向心力与哪些因素有关，知道向心力的两种表达式和其物理意义，（2）理解向心加速度的两种表达式和其物理意义，会判断向心加速度在什么情况下与半径成正比，什么情况下与半径成反比。（3）会根据向心力和牛顿第二定律的知识分析和讨论与圆周运动相关的物理现象。【过程和方法】（1）通过向心力和向心力加速度概念的学习，知道从不同角度研究问题的方法。（2）体会物理规律在探索自然规律中的作用及其运用。【情感、态度和价值观】（1）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，培养实事求是

2、的科学态度。（2）通过探究活动，获得成功的喜悦，提高学习物理的兴趣和自信心。（3）通过向心力和向心加速度概念的学习，认识实验对物理学研究的作用，体会物理规律与生活的联系。【学习重点】向心力和向心加速度的理解和应用【知识要点】1.向心力利用本节教科书中图2-2-1，认真做好该实验，回答手有什么感觉？如果增大或减少转的速度，手的感觉又如何？如果松手，将会发生什么现象？2.向心加速度直接用牛顿第二定律推导出向心加速度的表达式3.生活中的向心力（1）汽车转弯——利用书中内容即可。而后讨论和分析转盘上用细线栓着的小球的匀速圆周运动的向心力、转盘上木块的匀速圆周运动的向心力是

3、如何提供的，摩托车赛车手转弯时向里倾斜的向心力是如何提供的。（2）荡秋千通过最低点，人对底座的压力、汽车通过拱形桥顶，对桥面是压力、游乐园中的翻滚过山车通过最高点时，人不掉下来的最小速度是多大等等（3）圆锥摆【问题探究】问题1假如把地球当作一个巨大的拱型桥，桥面的半径就是地球的半径R（R约为6400km）。地球表面有一条南北走向的高速公路。地面上有一辆汽车，其重力为G，地面对它的支持力为N。汽车沿这条高速公路行驶，不断加速。请同学们根据所学知识展开丰富的想象，把实际问题抽象出物理模型，共同讨论下述问题：（1）随着汽车速度的增大，地面对它的支持力会发生怎样的变化？（

4、2）会不会发生这样的情况：当汽车速度达到一定的程度时，地面对汽车的支持力为0，这时驾驶员与座椅之间的作用力是多少？他这时可能会有什么感觉？探究思路（1）由于汽车在行驶时，沿地球表面作圆周运动，而作圆周运动的物体需要外力提供向心力，向心力的来源是汽车的重力G和地面对它的支持力N，这两个力的合力提供汽车运动的向心力，根据物体作圆周运动所需向心力的公式，容易知道当汽车速度增加时，地面对它的支持力的变化情况。（2）我们时刻要牢记物体作圆周运动需要外力提供向心力，地面对汽车的支持力为0，这就意味着此时汽车所需的向心力只由汽车自身的重力来提供。根据向心力的计算公式，容易算出汽

5、车的速度。同学们对结果展开讨论，看理论上计算的结果在现实条件下能否实现？对驾驶员与座椅之间的作用力和他可能有的感觉的问题，同学们可以展开丰富的想象，进行讨论。【典型例题】例1：如图5—1所示水平转盘上放有质量为m的物快，当物块到转轴的距离为r时,若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的倍，求转盘转动的最大角速度是多大？拓展：如o点与物块连接一细线，求当①1=时，细线的拉力T②2=时，细线的拉力Tr图5—1注：分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键答案：=拓展:T1=0T=例2．长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球

6、，如图5—4所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，（g=10m/s）则此时细杆OA受的（）A.6.0N的拉力B.6.0N的压力C.24N的压力D.24N的拉力a图5—4答案：B【规律总结】【当堂反馈】1．汽车与路面的动摩擦因数为，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）问：若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车最大速度应为多少？2．长为L的细绳，一端系一质量为m的小球,另一端固定于某点，当绳竖直时小球静止，现给小球一水平初速度v，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好过最高点，则下列说法中正确的是：（）A.小

7、球过最高点时速度为零B.小球开始运动时绳对小球的拉力为mC.小球过最高点时绳对小的拉力mgD.小球过最高点时速度大小为3.如图5—5所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动，先给小球一初速度，使它做圆周运动。图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对小球的作用力可能是：（）A．a处为拉力b处为拉力B.a处为拉力b处为推力C.a处为推力b处为拉力D.a处为推力b处为拉力bAa图5—4图5—54．以下说法中正确的是：（）A.在光滑的水平冰面上，汽车可以转弯B.火车转弯速率小于规定的数值时，内轨将会受压力作用C.飞机在空中沿半径为R的水平圆周盘旋时

8、，飞机的翅