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课件网) 2 向心力 1.知道向心力的概念及内涵,形成与匀速圆周运动相关的运动与相互作用的物理观念。2.通过分析实际圆周运动问题中的向心力来源,掌握匀速圆周运动的向心力的计算以及变速圆周运动的分析方法,提高科学思维能力。3.通过“探究向心力大小的表达式”等实验,体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用,培养科学探究精神。 [定位·学习目标] 探究·必备知识 知识点一 向心力 「探究新知」 1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的总指向 的合力。 2.作用效果:只改变速度的 。 3.来源 (1)向心力是根据力的 命名的。 (2)做匀速圆周运动的物体的向心力是由某个力或者几个力的 提供的。 圆心 方向 作用效果 合力 (1)做圆周运动的物体,所受合力可能为零。( ) (2)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。( ) (3)向心力和重力、弹力一样,都是根据力的性质命名的。( ) (4)向心力可以由物体受到的某一个力提供,也可以由物体受到的合力提供。( ) 正误辨析 × √ × × 知识点二 实验:探究向心力大小的表达式 探究方案一 感受向心力 1.实验原理 如图所示,在绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体),另一端握在手中。将手举过头顶,使沙袋在 做圆周运动,此时沙袋所受的向心力 等于手通过绳对沙袋的拉力。 水平面内 近似 2.实验步骤 (1)在沙袋的 和 不变的条件下,改变沙袋做圆周运动的半径进行实验,比较向心力与 的关系。 (2)在沙袋的 和做圆周运动的 不变的条件下,改变沙袋的角速度进行实验,比较向心力与 的关系。 (3)换用不同质量的沙袋,在 和做圆周运动的 不变的条件下进行实验,比较向心力与 的关系。 3.实验意义:体会向心力的大小与哪些量有关。 质量 角速度 半径 质量 半径 角速度 角速度 半径 质量 探究方案二 用向心力演示器定量探究 1.实验原理 向心力演示器如图所示,匀速转动手柄1,可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在塔轮2和3的不同圆盘上,可使 分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动。小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的 提供。球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8。根据标尺8上露出的 等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的 。 两个槽内的小球 压力 红白相间 比值 2.实验步骤 (1)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上,小球转动 和转动 相同时,探究向心力与小球质量的关系。 (2)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上,小球转动 和 相同时,探究向心力与转动半径的关系。 (3)皮带套在塔轮2、3半径不同的圆盘上,小球 和转动 相同时,探究向心力与角速度的关系。 半径 角速度 角速度 质量 质量 半径 3.实验结论 向心力随半径r、角速度ω和质量m的增大而增大,精确的实验表明向心力的大小可以表示为Fn= ,或者Fn= 。 mω2r 知识点三 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 「探究新知」 1.变速圆周运动及受力特点 (1)做变速圆周运动的物体线速度大小发生变化,所受的合力 指向轨迹的圆心。 (2)指向圆心的分力Fn提供 ,改变物体速度的 。 (3)沿切向方向的分力Ft改变速度的 ,与速度方向相同时物体速度 ,与速度方向相反时,物体速度 。 并不 向心力 方向 大小 增大 减小 2.一般曲线运动及受力特点 (1)运动轨迹既不是直线也不是 的曲线运动,可以称为一般的曲线运动。如图所示。 (2)处理方法:可以把曲线分割为许多 的小段,每一小段看作一小段圆弧。 (3)用处理 的方法研究质点在每一小段圆弧上的运动。 圆周 很短 圆周运动 「新知检测」 运动员投掷链球时可以通过抡链子来调节链球速度的大小。这给我们带来疑问:难道向心力可以改变速度的大小吗 这到底是什么原因呢 【答案】 不能。 ... ...
