高一物理教案：第02讲 向心力与向心加速度.doc

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1、辅导教案学员姓名：学科教师：年级：高一辅导科目：物理授课日期××年××月××日时间A/B/C/D/E/F段主题向心力与向心加速度教学内容1.理解向心力的性质与产生过程；2.知道向心加速度的推导过程与物理意义；3.掌握向心力与向心加速度的公式运用。教法指导：可以利用图片激发学生想象力，并且联系实际的现象加深对于向心力的作用的理解。1、杂技演员的舞动的碗里面的水为什么不会洒出来？1、右图中的汽车为什么可以倒挂在轨道上？2、两幅图当中有什么共同点？你能不能说出更多的例子？如图所示是什么力吸引住球使球做圆周运动而不会掉下来？这是由于对于小球受力分析，小球受到一个重力和支持力的作用，画出受力分析图（

2、如右图），会发现小球受到的合力是水平方向的，并不是向下的。所以小球会做圆周运动而不至于下落。我们把使小球做圆周运动的力叫做向心力，下面让我们来认识一下向心力的特点一、向心力1、概念：做匀速圆周运动的物体受到的始终指向圆心的合力，叫做向心力。向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力。2、作用效果：只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。向心力指向圆心，而物体运动的方向沿切线方向，物体在运动方向不受力，速度大小不会改变，所以向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小。3、大小：向心力的大小与物体质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系。通过控制变量法、定量测数据等，可以得到匀速

3、圆周运动所需的向心力大小为：根据线速度和角速度的关系v=rω可得，向心力大小跟线速度的关系为：二、向心加速度1、概念：做匀速圆周运动物体的沿半径指向圆心的加速度，叫做向心加速度。2、方向：做匀速圆周运动的物体，在向心力F的作用下必然要产生一个加速度，据牛顿运动定律得到，这个加速度的方向与向心力的方向相同，始终沿半径指向圆心。1、大小：V1=V2=V根据相似性ΔV/AB=V/R其中ΔV很小的时候，AB=AB弧=ΔL=VΔtΔV=(V*V/R)*Δt因此a=ΔV/Δt=V2/R一、向心力的理解教学指导：比较注重向心力基本概念的应用。例1有一质量为m的木块，由碗边滑向碗底，碗内表面是半径为R的圆

4、弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，木块的运动速率恰好保持不变，则（）A．它的加速度为零B．它所受的合力为零C．它所受合外力大小一定，方向改变D．它所受合外力大小方向均一定【解析】物体沿圆弧形碗滑下且速率保持不变，做匀速圆周运动。其受力应该满足匀速圆周运动的受力情况。即合外力大小不变，方向改变，始终指向圆心，加速度也是大小不变方向指向圆心的。【答案】C例2要使一个质量为3kg的物体，在半径为2m的圆周上以4m/s的速度做匀速圆周运动，物体的向心加速度和所需向心力是多少？【解析】由向心加速度公式可得a＝v2/r＝16/2m/s2＝8m/s2。由牛顿第二定律可得F＝ma＝3×8N=24N。【答

5、案】24N变式练习1小物块A与圆盘始终保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则下列关于A的受力情况的说法中正确的是（）OAA．受重力、支持力B．受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C．受重力、支持力、摩擦力和向心力D．受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力【答案】B变式练习2图中O1、O2两轮通过皮带传动，两轮半径之比r1:r2=2:1，点A在O1轮缘上，点C在O1轮半径中点，点B在O2轮缘，请加速度之比：aA∶aB∶aC＝_______。O2O1CAB【答案】2∶4∶1二、向心加速度和向心力的分析计算教法指导：主要是要求学生做好受力分析，再结合向心力特点进行解题。例1质量为m的石块从半径

6、为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，若摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图1所示，那么（）A．因为速率不变，所以石块的加速度为零B．石块下滑过程中受的合外力越来越大C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向地球【解析】石块运动过程中的受力为重力、弹力、摩擦力，除重力外，弹力与摩擦力的大小和方向一直改变。合力方向始终指向圆心，在切线方向上合力为零才能保证石块的速度大小不变，故选项ABC都是错误的。由于石块的速度不变，由知加速度大小不变，故选项D正确。【答案】D变式训练1甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1：2，转动半径之比为1：2

7、，在相同时间里甲转过60˚角，乙转过45˚角，则它们的向心力之比为（）A.1：4B.2：3C.4：9D.9：16【答案】C变式训练2一端固定在光滑水平面上O点的细线，A、B、C各处依次拴着质量相同的小球A、B、C，如图所示，现将它们排成一直线，并使细线拉直，让它们在桌面内绕O点做圆周运动，若增大转速，细线将在OA、AB、BC三段线中段先断掉。【答案】OA三、同轴转动的物体向心力教法指导：要教会学生判断摩擦力的有无，了解静