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课件网) 科学探究:向心力 第 2 节 课标要求 层级达标 1.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。 2.知道匀速圆周运动向心加速度的大小和方向。 学考层级 1.了解向心力的概念,能对简单的实际问题进行解释。 2.了解向心加速度的大小和方向,能对简单的实际问题进行计算。 3.在向心力的基础上形成对向心加速度的解释,并接受实践的检验。 选考层级 能将实际情境中的物体运动转化为圆周运动模型,用向心力和向心加速度进行分析和推理并得出结论。 向心力与向心加速度 (赋能课———精细培优科学思维) 第1课时 1 课前预知教材 2 课堂精析重难 3 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 课前预知教材 一、向心力 1.定义:做匀速圆周运动的物体一定受到指向_____的合外力的作用,这个力称为向心力。 2.方向:始终指向_____,总是与速度方向_____,时刻变化。 3.大小:F=_____或F=_____。 圆心 圆心 垂直 m mrω2 4.作用效果:只改变_____,不改变_____,因此不做功。 5.来源:向心力是根据力的作用效果命名的,向心力是由_____或者某几个力的_____提供。 [微点拨] 向心力是效果力,不是性质力,它是根据力的效果命名的。分析物体受力时,不分析向心力。 速度方向 速度大小 某个力 合力 [情境思考] 用细绳拉着小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,在这个过程中,小球受力情况如何 若绳上的力突然消失,会出现什么现象 提示:小球在光滑水平面上受重力、支持力、绳子的拉力;拉力提供向心力。若拉力突然消失,小球将沿切线飞出,做匀速直线运动。 二、向心加速度 1.定义:做圆周运动的物体由_____产生的加速度。 2.方向:始终指向_____,时刻与速度方向_____,方向时刻_____。 3.大小:a=_____=rω2。 4.意义:描述速度方向改变快慢的物理量。向心加速度_____,表示速度方向改变得越快。 向心力 圆心 垂直 改变 越大 [微点拨] 物体做匀速圆周运动时,其加速度方向指向圆心,速度变化量的方向也指向圆心。 [质疑辨析] 如图所示,一辆汽车以恒定速率驶入环岛,请对以下结论作出判断: (1)汽车在各点的向心加速度是相同的。 ( ) (2)汽车在运动时的加速度指向环岛的圆心。 ( ) (3)汽车以恒定速率在环岛内运动四分之一圆弧时,其速度变化量与初速度的夹角为135°。 ( ) (4)汽车在相等时间内速度变化量相同。 ( ) × √ √ × 课堂精析重难 如图所示,在双人滑冰比赛中,男运动员拉着女运动员的手使其在冰面上做匀速圆周运动,女运动员的速度方向时刻改变,什么力改变了其速度的方向 强化点(一) 向心力 任务驱动 提示:女运动员受到重力、男运动员的拉力和冰面的支持力三个力的作用。拉力在水平方向的分力提供了女运动员匀速圆周运动的向心力。正是这个向心力,改变了速度的方向。 1.向心力的方向 做匀速圆周运动的物体受到的向心力方向时刻在变化,始终指向圆心,与线速度的方向垂直。 要点释解明 2.向心力的大小 向心力公式有F=m=mω2r=mωv。对于匀速圆周运动,向心力大小始终不变,但对于非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动),其向心力大小随速率v的变化而变化,公式表述的只是瞬时值。 3.向心力的作用效果 由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线速度的方向。 4.向心力的来源实例分析 实例分析 图例 向心力来源 在匀速转动的圆筒内壁上,有一物体随圆筒一起转动而未发生滑动 弹力提供向心力 用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆周运动 绳的拉力(弹力)提供向心力 物体随转盘做匀速圆周运动,且物体相对于转盘静止 静摩擦力提供向心力 用细绳拴住小球在竖直平面内做圆周运动,当小球经过最低点时 拉力和重力的合力提供向心力 小球在细绳作用下,在水平面内做匀速 ... ...
