2019-2020年高中物理 第二章 圆周运动复习教案 粤教版必修2
- 格式:doc
- 大小:30.50 KB
- 文档页数:2
第1节匀速圆周运动一、新课学习思考:什么样的圆周运动最简单?引导学生回答:物体运动快慢不变1、匀速圆周运动物体在相等的时间里通过的圆弧长相等,如机械钟表针尖的运动。
学生阅读课本P26的“观察与思考”,思考其提出的三个问题。
(学生自由发言)教师引导学生总结归纳:问题1:自行车车轮转动时车轮上某一点,经一段时间t后,在圆周轨道上位置的确定方法:(1)这一点经时间t运动的轨迹,即路程;(2)由起始位置指向末了位置的有向线段,即位移;(3)由该点的半径在时间t内转过的角度ϕ。
问题2:该点在圆周轨道上运动快慢的判断(定性),可用单位时间内通过的圆弧的长度来判断;也可用连接该点的半径在单位时间内转过的角度来判断;也可数一下一定时间内转动的圈数;也可用转动一周所用的时间来判断。
问题3:引导学生认识匀速圆周运动区别直线运动最显著的特征,即重复性或者说周期性。
指出:匀速圆周运动是比直线运动更为复杂的曲线运动,有不同于直线运动的一些新的特点,需要引入一些新的物理量。
2、匀速圆周运动快慢的描述(1)线速度:①物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。
②定义:质点通过的弧长s跟通过这段弧长所用时间t的比值。
③大小:svt=匀速圆周运动的线速度大小处处相等思考:在曲线运动中,速度的方向是怎样确定的?圆周运动作为一种特殊的曲线运动,它的速度方向又是怎样的呢?(学生自由回答)④方向:线速度的方向在圆周该点的切线上。
思考:在匀速直线运动中,速度的大小和方向都不变,所以匀速直线运动是速度不变的运动。
匀速圆周运动是速度不变的运动吗?引导学生回答:质点做匀速圆周运动时,速度的大小不变,方向时刻在变化,匀速圆周运动不是速度不变的运动。
匀速圆周运动是变速曲线运动。
匀速圆周运动中的“匀速”是指速度的大小(速率)不变,应该理解成“匀速率”。
(对于基础好的班,这里可进一步引导学生:速度变化了,即有加速度,按牛顿第二定律,物体所受的合外力肯定不为零,给学生一些思考,为后面向心力的讲解作铺垫。
第二章圆周运动第一节匀速圆周运动1、了解匀速圆周运动的特点1、理解线速度、角速度、周期的物理意义;2、理解线速度、角速度、周期三个物理量之间关系1、生活中你见到过或经历过哪些圆周运动?2、描述匀速圆周运动有哪些物理量,它们怎样描述匀速圆周运动?3、线速度、角速度、周期、转速的关系是什么?二、课堂导学:※学习探究4、认识圆周运动①圆周运动:如果质点的运动轨迹是,那么这一质点的运动就叫做圆周运动。
圆周上某点的速度方向是圆上该点的方向。
②匀速圆周运动:质点沿圆周运动,在相等的内通过的长度相等。
其速度不变,但速度随时变化。
5、如何描述匀速圆周运动的快慢※ 典型例题6、如图所示为一皮带传动装置,在传动过程中皮带不打滑。
已知AO 1=2AB=2CO 2=10cm,且小轮的转速n=1000r/min,试求A 、B 、C 三点的线速度、角速度及周期。
※ 当堂检测(时量:5分钟 满分:10分)计分:7、对于做匀速圆周运动的物体,下面说法中正确的是( )A 、速度不变B 、速率不变C 、角速度不变D 、周期不变 8、关于角速度、线速度和周期,下面说法中正确的是()A 、半径一定,角速度与线速度成反比B 、半径一定,角速度与线速度成正比C 、线速度一定,角速度与半径成正比D 、不论半径等于多少,角速度与周期始终成反比9、机械表的时针和分针做圆周运动时( )A、分针角速度是时针的12倍 B、分针角速度是时针的60倍C、如果分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针端点的线速度是时针端点线速度的18倍D、如果分针的长度是时针长度的1.5倍,则分针端点的线速度是时针端点线速度的1.5倍10、质点做匀速圆周运动,则( ) A、在任何相等的时间里,质点的位移都相等 B、在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等C、在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等11、如图所示,摩擦轮传动装置转动后,摩擦轮不打滑,则摩擦轮上A、B、C三点的情况是:(BO=rAO=2r CO=r )则下列选项正确的是( )A、V A =V B V B ﹥V C B、V B ﹥V CωAC、V A =V BωB =ωCD、V B =V CωA﹥ωB12、如图所示,地球绕地轴自转时,地球上A 、B 两点线速度分别为V A 、V B ,角速度分别为ωA 、ωB ,则下列选项正确的是( )A、V A =V B ωA =ωB B、V A ﹥V B ωA =ωB C、V A =V BωA ﹥ωBD、V A =V BωA ﹥ωB13、下列说法中正确的是( )A 、线速度大的角速度一定大B 、线速度大的周期一定小C 、角速度大的半径一定小D 、角速度大的周期一定小14、发电机的转速为n=3000r/min,则转动的角速度ω等于多大?周期是多少?15、如图为测定子弹速度的装置图,两个纸板圆盘分别装在一个迅速转动的轴上,两个圆盘相互平行,且圆盘面与水平垂直,若它们以3600rad/min 的角速度旋转,子弹以垂直于盘面的水平方向射来,再打穿第二个圆盘,测得两个圆盘相距1m ,两个圆盘上子弹穿孔的半径夹角为24/ ,且圆盘并未转过半圆,则子弹的速度约为多少?第二章 圆周运动第 二 节 向 心 力1、理解向心力是物体做圆周运动时的受到的合外力2、知道向心力的大小与哪些因素有关,理解公式含义,并能用来进行计算3、理解向心加速度的概念,并能利用公式求解向心加速度。
第1节匀速圆周运动本节教材分析三维目标知识与技能1、了解物体做圆周运动的特征2、理解线速度、角速度和周期的概念,知道它们是描述物体做匀速圆周运动快慢的物理量,会用它们的公式进行计算。
3、理解线速度、角速度、周期之间的关系:2r v rTπω==过程与方法1、联系学生日常生活中所观察到的各种圆周运动的实例,找出共同特征。
2、联系各种日常生活中常见的现象,通过课堂演示实验的观察,引导学生归纳总结描述物体做圆周运动快慢的方法,进而引出描述物体做圆周运动快慢的物理量:线速度大小svt=,角速度大小tϕω=,周期T、转速n等。
3、探究线速度与周期之间的关系2rvTπ=,结合2Tπω=,导出v rω=。
情感态度与价值观1、经历观察、分析总结、及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。
2、通过亲身感悟,使学生获得对描述圆周运动快慢的物理量(线速度、角速度、周期等)以及它们之间的关系的感性认识。
教学重点1、理解线速度、角速度、周期等概念2、什么是匀速圆周运动3、线速度、角速度及周期之间的关系教学难点对匀速圆周运动是变速运动的理解教学建议本节学习的一些物理量较抽象,教学中应联系各种日常生活中常见的现象,想办法多做演示实验以激发学的生学习积极性,把抽象的物理量具体形象化,便于学生接受。
多用一些学生熟悉的、感兴趣的例子说明一些较难说清的问题,如用钟表指针针尖的运动快慢来说明为什么周期越大运动就越慢;风扇转动时,同一叶片上各点做圆周运动,在相同的时间内转过的角度相同而经过的弧长不同,这时仅用线速度并不能反映它们运动的快慢,从而有必要引入另一个描述圆周运动快慢的物理量—角速度。
线速度、角速度、周期之间的关系,由学生通过自己的思考得出。
联系上一章知识,引导学生得出匀速圆周运动的速度方向时刻在改变,是一种变速曲线运动。
新课导入设计导入一物体的运动轨迹是圆周,这样的运动是很常见的,同学们能举几个例子吗?(例:转动的电风扇上各点的运动,地球和各个行星绕太阳的运动等)今天我们就来学习最简单的圆周运动——匀速圆周运动导入二演示:将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出,观察运动轨迹。
高中物理第二章圆周运动第2节向心力学案粤教版必修2一、学习目标1、理解向心力的概念,知道向心力是效果力,会写向心力的表达式2、理解向心加速度的概念二、学习重点难点如何确定向心力:三、课前预习(自主探究)1、向心力:(1)做匀速圆周运动的物体,会受到指向的合外力作用,这个合力叫做向心力。
(2)向心力总是指向,始终与线速度垂直,只改变速度的方向而不改变。
(3)向心力是根据力的命名,可以是各种性质的力,也可以是它们的,还可以是某个力的分力。
(4)如果物体做匀速圆周运动,向心力就是物体受到的;如果物体做非匀速圆周运动(线速度大小时刻改变),向心力并非是物体受到的合外力。
(5)向心力的公式或。
2、向心加速度:(1)定义: 做匀速圆周运动的物体,在向心力作用下必然产生一个 ,这个加速度的方向与向心力的方向相同,我们称之为向心加速度。
(2)向心加速度的大小:a = 或= 。
(3)方向:指向,匀速圆周运动是向心加速方向不断改变的。
3、(单选)关于向心力的说法中正确的是()A、物体由于做圆周运动而产生向心力B、向心力不改变圆周运动物体的速度的大小C、做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的D、做圆周运动的物体所受到的合外力一定是向心力4、(单选)关于向心加速度的意义,下列说法正确的是( )A、它描述的是线速度大小变化的快慢B、它描述的是线速度方向变化的快慢C、它描述的是向心力变化的快慢D、它描述的是角速度变化的快慢四、课堂活动(1)小组合作交流知识点1:对向心力的理解在图2-2-1的圆周运动中,感受……(1)小球做圆周运动时,你牵绳的手感觉到。
(2)如果突然松手,将会发生的现象是。
(3)在小球质量m和旋转半径r不变的条件下,角速度ω越大,手的拉力; (4在小球质量m和角速度ω不变的条件下,旋转半径r 越大,手的拉力; (5)在旋转半径r和角速度ω不变的条件下,小球质量m越大,手的拉力;答案:(1)受到绳的拉力;(2)球沿切线飞出去;(3)越大;(4)越大;(5)越大。
“圆周运动〞单元复习一、教学设计思路有关圆周运动的概念和公式比拟多,学生对圆周运动的动力学问题〔尤其是竖直面内的圆周运动〕在分析上常遇到困难。
因此本节课教学应以问题导引,在问题解决中复习圆周运动的相关内容并总结解题方法,从而促使学生对已学知识进展二次建构,并进步分析才能。
复习匀速圆周运动的概念后,主要从运动学规律、动力学规律、功能关系三个方面来分析和解决圆周运动的相关问题。
二、前期分析圆周运动是最常见的运动,也是高中阶段学习的几种典型运动之一。
学习本章知识首先应注意用动力学和功能知识分析问题,其次再关注匀速圆周运动的周期性。
本章还是下章?万有引力定律及运用?的根底。
通过本章的学习能进一步养成运用牛顿运动定律解决实际力学问题的才能,有利于学生建立详细问题必须详细分析的思想,并能对解决问题的方式和问题的答案做出假设,认识猜测和假设的重要性,对进步学生自主学习才能有较重要的意义。
通过本单元的复习,使学生学会从运动分析的角度和受力分析的角度分析匀速圆周运动,进一步养成运用牛顿运动定律解决实际力学问题的才能,理解对于同一问题可以从不同的侧面进展研究。
通过对圆周运动实例的分析,建立详细问题必须详细分析的思想。
重点与难点:1.教学重点应用牛顿第二定律解决圆周运动,运动学规律、动力学规律、功能关系2.教学难点向心力来源的分析三、教学目的〔一〕知识与技能1.学会描绘圆周运动的物理量及相关计算公式2.学会应用牛顿第二定律解决圆周运动问题3.体会分析、解决圆周运动动力学问题的根本方法和根本技能〔二〕过程与方法1.在系列问题导引下,通过问题的解决来逐步构建圆周运动单元的知识框架2.通过精练典型例题和解题方法小结来逐步提升综合才能〔三〕情感态度与价值观通过问题的讨论解决,养成学生敢于发表自己见解的勇气,增强物理学习的信心。
四、教学过程〔一〕概念复习老师提出以下问题让学生答复:试判断以下说法是否正确:(1).匀速圆周运动是一种匀变速运动〔〕(2).匀速圆周运动中一样时间内通过一样位移〔〕(3).因为自转,地球可以视为在做匀速圆周运动〔〕(4).荡秋千可以视为匀速圆周运动〔〕通过师生互动对话,让学生在问题的判断中落实对匀速圆周运动的理解。
圆周运动
临界v 是小球通过最高点的最小速度,通常叫临界速度rg v =临界。
<2> 能过最高点的条件:临界v v ≥〔此时绳、轨道对球分别产生拉力、压力〕。
<3> 不能过最高点的条件:临界v v <〔实际上球还没有到最高点就脱离了轨道〕。
② 如下图,有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况: <1> 临界条件:由于硬杆和管壁的支撑作用,小球恰能达最高点的临界速度0=临界v 。
<2> 如下图的小球过最高点时,轻杆对小球的弹性情况:
当0=v 时,轻杆对小球有竖直向上的支持力N F ,其大小等于小球的重力,即mg F N =。
当rg v <
<0时,杆对小球的作用力的方向竖直向上,大小随速度的增
大而减小,其取值范围是:0>>N F mg 。
当rg
v =时,0=N F 。
当rg v >
时,杆对小球有指向圆心的拉力,其大小随
速度的增大而增大。
<3> 如下图的小球过最高点时,光滑硬管对小球的弹力情况,同上面图〔1〕的分析。
4.离心现象及其应用
1. 离心运动:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失或者不足以提供
圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。
物体做离心运动的原因是惯性,而不是受离心力。
2. 离心运动的应用:离心干燥器、离心分离器、洗衣脱水筒、棉花糖的制作
等。
第一节 匀速圆周运动学 习 目 标知 识 脉 络1.理解匀速圆周运动是一种变速运动.2.会描述圆周运动的快慢,掌握线速度、角速度、周期的定义及它们之间的关系.(重点) 3.学会用比值定义法来描述物理量.4.会应用公式进行线速度、角速度、周期、频率、转速的计算.一、匀速圆周运动及描述的物理量 1.匀速圆周运动质点沿圆周运动,如果在相等的时间内通过的圆弧长度相等,这种运动就叫作匀速圆周运动.2.线速度(1)定义:质点通过的弧长l 跟通过这段弧长所用时间t 的比值. (2)公式:v =l t.(3)矢量性:线速度是矢量,其方向在圆周该点的切线方向上. (4)单位:国际单位制中其单位是米每秒,符号是m/s. (5)意义:表示匀速圆周运动的快慢. 3.角速度(1)定义:质点做匀速圆周运动时,质点所在半径转过的角度φ跟所用时间t 的比值. (2)公式:ω=φt.(3)单位:国际单位制中其单位是弧度每秒.符号是rad/s. (4)意义:表示匀速圆周运动转动的快慢. 4.周期(1)定义:匀速圆周运动的物体运动一周所用的时间,用符号T 表示.(2)单位:国际单位制中其单位是秒,符号s.(3)要点:做圆周运动的物体经过一个周期,又回到原来的位置,其瞬时速度的大小和方向也与原来的大小和方向一样.5.转速(1)定义:单位时间内转过的圈数,用符号n 表示.(2)单位:常用单位有转每秒,符号是r/s ,或者转每分,符号r/min. 二、线速度、角速度、周期间的关系 1.线速度与周期的关系为v =2πrT.2.角速度与周期的关系为ω=2πT.3.线速度与角速度的关系为v =ωr .1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)匀速圆周运动是变速曲线运动.( )(2)匀速圆周运动的线速度恒定不变. ( ) (3)匀速圆周运动的角速度恒定不变. ( )(4)匀速圆周运动的周期相同,角速度大小及转速都相同.( )(5)匀速圆周运动的物体周期越长,转动越快. ( )(6)做匀速圆周运动的物体在角速度不变情况下,线速度与半径成正比. ( )【提示】 (1)√(2)× 匀速圆周运动的线速度方向改变 (3)√ (4)√(5)× 周期越长,转动越慢 (6)√2.(多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动是匀速运动 B .匀速圆周运动是变速运动 C .匀速圆周运动是线速度不变的运动 D .匀速圆周运动是线速度大小不变的运动BD [这里的“匀速”,不是“匀速度”,也不是“匀变速”,而是速率不变,匀速圆周运动实际上是一种速度大小不变、方向时刻改变的变速运动,故B 、D 正确.]3.汽车在公路上行驶一般不打滑,轮子转一周,汽车向前行驶的距离等于车轮的周长.某国产轿车的车轮半径约为30 cm ,当该型号的轿车在高速公路上行驶时,驾驶员面前速率计的指针指在“120 km/h”上,可估算出该车轮的转速约为( )A .1 000 r/sB .1 000 r/minC .1 000 r/hD .2 000 r/sB [由公式ω=2πn ,得v =r ω=2πrn ,其中r =30 cm =0.3 m ,v =120 km/h =1003 m/s ,代入得n =1 00018πr/s ,约为1 000 r/min.]匀速圆周运动及描述的物理量1.变,而圆周运动的速度方向是时刻改变的,所以匀速圆周运动一定是变速曲线运动.2.匀速圆周运动是针对某个质点而言的,它在各个时刻的速度不同,因此质点必有加速度.3.要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢,仅用一个量是不够的,线速度侧重于描述质点通过弧长快慢的程度,角速度侧重于描述质点转过角度快慢的程度.【例1】 (多选)质点做匀速圆周运动,则( ) A .在任何相等的时间里,质点的位移都相等 B .在任何相等的时间里,质点通过的路程都相等 C .在任何相等的时间里,质点运动的平均速度都相同D .在任何相等的时间里,连接质点和圆心的半径转过的角度都相等 思路点拨:①匀速圆周运动是变加速曲线运动. ②位移、平均速度是矢量.BD [如图所示,由于线速度大小不变,根据线速度的定义,Δs =v ·Δt ,所以相等时间内通过的路程相等,B 对;但位移s AB 、s BC 大小相等,方向并不相同,平均速度不同,A 、C 错;由角速度的定义ω=ΔφΔt知Δt 相同,Δφ=ωΔt 相同,D 对.]1.圆周运动一定是变速运动.因为速度是矢量,只要方向改变就说明速度发生了改变,而圆周运动的速度方向是时刻改变的,所以圆周运动一定是变速运动.2.线速度描述圆周运动质点通过弧长的快慢程度,匀速圆周运动线速度大小不变,方向不断变化.3.角速度描述质点转过角度的快慢,匀速圆周运动的角速度恒定不变.1.(多选)一精准转动的机械钟表,下列说法正确的是( ) A .秒针转动的周期最长 B .时针转动的转速最小 C .秒针转动的角速度最大 D .秒针的角速度为π30rad/sBCD [秒针转动的周期最短,角速度最大,A 错误,C 正确;时针转动的周期最长,转速最小,B 正确;秒针的角速度为ω =2π60 rad/s =π30rad/s ,故D 正确.]线速度、角速度、周期间的关系1.各物理量之间关系 (1)各量之间关系图(2)各量的意义①线速度、角速度、周期、转速都能描述圆周运动的快慢,但它们描述的角度不同,线速度v 描述质点运动的快慢,而角速度ω、周期T 、转速n 描述质点转动的快慢.②要准确全面地描述匀速圆周运动的快慢,仅用一个量是不够的,线速度侧重于描述质点通过弧长快慢的程度,角速度侧重于描述质点转过角度的快慢的程度.2.常见传动装置及特点同轴传动皮带传动齿轮传动装置A、B两点在同轴的一个圆盘上两个轮子用皮带连接,A、B两点分别是两个轮子边缘的点两个齿轮轮齿啮合,A、B两点分别是两个齿轮边缘上的点特点角速度、周期相同线速度相同线速度相同转动方向相同相同相反规律线速度与半径成正比:v Av B=rR角速度与半径成反比:ωAωB=rR.周期与半径成正比:T AT B=Rr角速度与半径成反比:ωAωB=r2r1.周期与半径成正比:T AT B=r1r2【例2】如图所示的传动装置中,B、C两轮固定在一起绕同一轴转动,A、B两轮用皮带传动,三个轮的半径关系是r A=r C=2r B.若皮带不打滑,求A、B、C三轮边缘上a、b、c三点的角速度之比和线速度之比.思路点拨:①a、b两点线速度大小相等.②b、c两点角速度相等.[解析]a、b两点比较:v a=v b由v=ωr得ωa∶ωb=r B∶r A=1∶2b、c两点比较:ωb=ωc由v=ωr得v b∶v c=r B∶r C=1∶2所以ωa∶ωb∶ωc=1∶2∶2v a∶v b∶v c=1∶1∶2.[答案] 1∶2∶2 1∶1∶2三种传动问题的求解方法1.绕同一轴转动的各点角速度ω、转速n 和周期T 相等,而各点的线速度v =ωr ,即v ∝r ;2.在皮带不打滑的情况下,传动皮带和皮带连接的轮子边缘各点线速度的大小相等,不打滑的摩擦传动两轮边缘上各点线速度大小也相等,而角速度ω=v r,即ω∝1r;3.齿轮传动与皮带传动具有相同的特点.2.一个圆环,以竖直直径AB 为轴匀速转动,如图所示,求环上M 、N 两点的:(1)线速度的大小之比; (2)角速度之比.[解析] M 、N 是同一环上的两点,它们与环具有相同的角速度,即ωM ∶ωN =1∶1,两点做圆周运动的半径之比r M ∶r N =sin 60°∶sin 30°=3∶1,故 v M ∶v N =ωM r M ∶ωN r N =3∶1.[答案] (1)3∶1 (2)1∶11.关于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是( ) A .因为在相等的时间内通过的圆弧长度相等,所以线速度恒定 B .如果物体在0.1 s 内转过30°角,则角速度为300 rad/s C .若半径r 一定,则线速度与角速度成反比 D .若半径为r ,周期为T ,则线速度为v =2πrTD [物体做匀速圆周运动时,线速度大小恒定,方向沿圆周的切线方向,在不断地改变,故选项A 错误;角速度ω=φt =π60.1 rad/s =5π3rad/s ,选项B 错误;线速度与角速度的关系为v =ωr ,由该式可知,r 一定时,v ∝ω,选项C 错误;由线速度的定义可得,在转动一周时有v =2πrT,选项D 正确.]2.如图所示,两个小球a 和b 用轻杆连接,并一起在水平面内做匀速圆周运动,下列说法中正确的是( )A .a 球的线速度比b 球的线速度小B .a 球的角速度比b 球的角速度小C .a 球的周期比b 球的周期小D .a 球的转速比b 球的转速大A [两个小球一起转动,周期相同,所以它们的转速、角速度都相等,B 、C 、D 错误;而由v =ωr 可知b 的线速度大于a 的线速度,所以A 正确.]3.做匀速圆周运动的物体,10 s 内沿半径为20 m 的圆周运动100 m ,试求物体做匀速圆周运动时:(1)线速度的大小; (2)角速度的大小; (3)周期的大小.[解析] (1)依据线速度的定义式v =lt可得v =l t =10010m/s =10 m/s. (2)依据v =ωr 可得,ω=v r =1020rad/s =0.5 rad/s.(3)T =2πω=2π0.5s =4π s.[答案] (1)10 m/s (2)0.5 rad/s (3)4πs。
2019-2020学年高中物理 第二章 圆周运动 第2节 向心力教案2 粤教版必修2新课教学一、向心力1.向心力的概念【学生活动】在教师引导下对物块进行受力分析:物块受到重力、摩擦力与支持力。
【教师活动】物块所受到的合力是什么?【学生活动】重力与支持力相互抵消,合力就是摩擦力。
【教师活动】这个合力具有怎样的特点?【学生活动】思考并回答:方向指向圆周运动的圆心。
【教师活动】得出向心力的定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
(做好新旧知识的衔接,使概念的得出自然、流畅。
)2.感受向心力【学生活动】学生手拉着细绳的一端,使带细绳的钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动。
【教师活动】钢球在水平面内尽可能做匀速圆周运动,什么力使钢球做圆周运动?【学生活动】对钢球进行受力分析,发现拉力使钢球做圆周运动。
(设计意图:利用常见的小实验,让学生亲身体验,增强学生对向心力的感性认识。
)【教师活动】也就是说,钢球受到的拉力充当圆周运动的向心力。
大家动手实验并猜想:拉力的大小与什么因素有关?【学生活动】动手体验并猜想:拉力的大小可能与钢球的质量m 、线速度的v 、角速度ω、周期T ,半径r 有关。
【教师活动】那么我们如何研究向心力n F 与m 、v 、ω、T 、r 之间的关系呢?【学生活动】思考、讨论并回答:采用控制变量法,保持m 、v 、ω、T 、r 中的四个量不变,研究n F 与剩下的一个量之间的关系。
【教师活动】如果保持钢球的质量m 、线速度的v 、角速度ω、周期T 不变,半径r 可以变化吗?【学生活动】在教师引导下根据各个物理量之间的关系思考并回答:半径r 不能变化。
【教师活动】那么我们怎样研究这几个物理量之间的关系呢?【学生活动】思考、讨论并回答:由于做匀速圆周运动的物体, v 、ω、T ,r 这四个物理量中,只要有两个量确定了,其他两个量也就跟着确定了。
所以只需要研究向心力n F 与m ,v 、ω、T 、r 这四个物理量中两个物理量的关系。
2019-2020年高中物理第二章圆周运动第二节向心力教学案粤教版必修21.向心力是按效果命名的力,不能认为做圆周运动的物体除了受到另外物体的作用,还受到一个向心力的作用。
2.圆周运动向心力大小F =mω2r =m v 2r,方向指向圆心,不改变速度的大小,只改变速度的方向。
3.向心加速度描述圆周运动线速度方向改变的快慢,向心加速度的方向与向心力的方向一致,大小为a =v 2r=rω2=4π2r T2。
4.匀速圆周运动向心力和向心加速度的大小恒定,方向时刻在改变,因此匀速圆周运动是变加速运动。
一、感受向心力 1.向心力做匀速圆周运动的物体受到与速度方向不在同一直线上的合力作用,这个力总是沿着半径指向圆心,叫做向心力。
2.向心力的大小 (1)实验探究①探究目的:探究向心力大小F 与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系。
②实验方法:控制变量法。
③实验过程a .保持ω、r 相同,研究向心力F 与小球质量之间的关系。
b .保持m 、r 相同,研究向心力F 与角速度ω之间的关系。
c .保持ω、m 相同,研究向心力F 与半径r 之间的关系。
④实验结论:做匀速圆周运动所需向心力的大小,在质量和角速度一定时,与半径成正比;在质量和半径一定时,与角速度的平方成正比;在半径和角速度一定时,与质量成正比。
(2)向心力的公式:F =mω2r 或F =m v 2r。
3.向心力的特点(1)向心力的方向沿半径指向圆心,与质点运动的方向垂直。
(2)向心力不改变质点速度的大小,只改变速度的方向。
二、向心加速度 1.定义由向心力产生的指向圆心的加速度叫做向心加速度。
2.大小a =ω2r 或a =v 2r。
3.方向向心加速度的方向总是沿着半径指向圆心,即方向始终与运动方向垂直。
4.物理意义向心加速度始终与速度垂直,只改变速度的方向,不改变速度的大小,向心加速度的大小表示速度方向改变的快慢。
三、生活中的向心力1.在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的,如果转弯时速度过大,所需向心力F 大于最大静摩擦力,汽车将易滑出路面而造成交通事故。