下载文档原格式
4.3 向心力的实例分析三维目标一、知识与技能1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。
2、会在具体问题中分析向心力的来源。
3、引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识。
4、熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法。
二、过程与方法1、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力。
2、通过对匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辨证关系，提高学生的分析能力。
3、运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。
三、情感态度与价值观1、通过对几个实例的分析，使学生养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯，明确具体问题必须具体分析。
2、激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。
重点难点重点：理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动中合外力提供向心力，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。
难点：火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。
教学方法讲授、分析、推理、归纳教学用具CAI课件教学过程【新课引入】：在上课之前先问一下我们班有没有溜旱冰的同学？（有），那么请问你在溜旱冰转弯是有什么感觉？你想安全或快速转弯，你将怎样滑？（引导学生）要弄清楚这些问题。
这就是本节课我们要研究的问题。
【新课教学】：一、水平面的圆周运动1.汽车转弯汽车在水平的圆弧路面上的做匀速圆周运动时(如图6-1甲所示)，是什么力作为向心力的呢?如果不考虑汽车翻转的情况，我们可以把汽车视为质点.汽车在竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反，是一对平衡力；如果不考虑汽车行驶时受到的阻力，则汽车所受的地面对它的摩擦力就是向心力，如图乙所示.如果考虑汽车行驶时受到的阻力F f，则静摩擦力沿圆周切线方向的分F t(通常叫做牵引力)与阻力F f平衡，而静摩擦力指向圆心的分力F n就是向心力，如下图丙所示，这时静摩擦力指向圆心的分力F n也就是汽车所受的合力.2.火车转弯课件模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，提出问题：（1）、火车受几个力作用？（2）、这几个力的关系如何？（学生观察，画受力分析示意图）师生互动：火车受重力、支持力、牵引力及摩檫力，其合力为零。
高中物理《向心力的实例分析》说课稿一、教材分析1.在教材中的地位作用《向心力的实例分析》是学生在学习了圆周运动、向心力与向心加速度之后的一节应用课，也是必修2中的重点内容。
并且在整本教材中起到了承上启下的作用，本节课从力和运动的角度对匀速圆周运动进行了较深入的研究，既能够加深学生对前面学习的匀速圆周运动基本规律的理解，又为接下来要研究的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动等问题奠定了基础。
并且本节课与人们的日常生活联系密切，因此，学好本节课，既可以提高学生对学习物理的兴趣，又为接下来更好地掌握物理规律打下良好的基础。
根据新课程标准的要求以及教材的具体内容，我从如下三个维度来确定本节课的教学目标：2、三维教学目标1）、知识与技能（1）知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源。
（2）能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
（3）知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2）、过程与方法（1）通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。
（2）通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。
（3）通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。
3）、情感、态度与价值观（1）通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。
（2）通过离心运动的应用和防止的实例分析．使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。
（3）养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
3.教学重点和难点教学重点：理解向心力是一种效果力；在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。
课时3：向心力的实例分析授课时间：班级座号某某一、预习作业A知识连线1向心力是，而不是一种特殊的力，向心力是按命名的力2、任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是，它就是物体的向心力。
3、不能认为匀速圆周运动的物体除了受到物体的作用力以外，另外还受到向心力作用。
4、匀速圆周运动应用问题的解题步骤〔1〕明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。
〔2〕确定对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。
〔3〕建立以向心方向为正方向的坐标，找出向心方向的合外力，根据向心力公式列方程。
〔4〕解方程，对结果进行必要的讨论。
二、X例分析[例1]火车转弯1、平直轨道上匀速行驶的火车：〔1〕火车受几个力作用？〔2〕这几个力的关系如何？2、平弯轨道火车转弯情形：〔1〕转弯与直进有何不同？〔2〕当火车转弯时，它在水平方向做圆周运动，什么力提供火车做圆周运动所需的向心力？〔3〕轮缘和外轨间的相互作用力多大？〔4〕请设计减少轮缘和外轨间压力的方案？什么情况下可以完全使轮缘和铁轨之间的挤压力消失呢？[例2]汽车过拱桥质量为m的汽车在凹形〔或凸形〕拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最低〔或最高〕点时对桥面的压力。
并讨论速度大小不同情况下汽车对桥的压力。
[例3]竖直平面内圆周运动问题：1、“水流星〞最高点水的受力情况？向心力是什么？最低点水的受力情况？向心力是什么？速度最小是多少时才能保证水不流出？2、在竖直平面内圆周运动能经过最高点的临界条件：〔1〕绳系水桶沿圆周运动〔2〕杆固定小球使球绕杆另一端做圆周运动〔3〕小球在圆轨道外侧经最高点时三、实战演练1、一段铁路转弯处，内外轨的高度差为h＝10cm，弯道半径为r＝1000m，两铁轨间的间距为L＝1435mm，求这段弯道的设计速度是多大？〔取10m/s2〕2、一质量为m的物体，沿半径为R的圆形向下凹的轨道滑行，如下图，经过最低点时的速度为 v ，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，那么它在最低点时受到的摩擦力是多大？3课后反思：。
一、转弯时的向心力实例分析1、汽车、自行车转弯问题汽车在水平路面上转弯，靠的是轮胎与路面间的静摩擦力。
设汽车以速率v 转弯，要转的弯的半径为R ，则需要的侧向静摩擦力Rv m F 2=。
如该汽车与地面间侧向最大静摩擦力为F max ，有R v m F 2max =得，转弯的最大速率mRF v max max =，超过这个速率，汽车就会侧向滑动。
2、火车转弯问题火车在转弯处，外侧的轨道高于内侧轨道，火车的受力分析如图所示，其转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供。
Rv M Mg 2tan =θ解得：v ＝θtan gR 拓展：①当火车行驶速率v 等于v 规定时，即v ＝θtan gR 时，支持力和重力的合力恰好充当所需的向心力，则内、外轨都不受挤压（此时为临界条件）．②当火车行驶速率v 大于v 规定时，即v ＞θtan gR 时，支持力和重力的合力不足以提供所需向心力，则此时需要外轨提供一部分向心力，即此时外轨受挤压．③当火车行驶速率小于v 规定时，即v ＜θtan gR 时，支持力和重力的合力大于所需的向心力，二、竖直平面内的圆周运动实例分析1、汽车过拱桥问题在汽车过拱桥时，汽车的向心力是由汽车的重力和路面的支持力来提供的。
当路面对汽车的支持力为零时，汽车将脱离路面，因此，必须保证支持力N ＞0，即汽车在最高点时速度的最大值是刚好重力提供向心力，即mg＝m rυ2，即该圆周运动的最大速度为v ＝gr，当速度为该值时，汽车将由沿桥面切线方向上的速度（水平速度）和只受重力作用，而做平抛运动。
因此，汽车过拱桥时，速度应小于gr 。
2、汽车过凹型桥3、小球在绳和杆的作用下通过最高点问题（1）在最低点，不论是线拉物体还是杆连物体，线或杆的弹力指向圆心（竖直向上），物体的重力竖直向下，二者的合力提供向心力，则有mg ＋T ＝mr ω2＝m rυ2；（2）在最高点时，线拉物体的临界状态是T ＝0，重力提供向心力mg ＝m rυ2，即v ＝gr 。
向心力的实例分析引言向心力是物体受到外力作用时，沿着力的方向向中心运动的力。
它是一种重要的力学概念，广泛应用于各个领域，包括物理学、工程学和天文学等。
本文将通过分析一些具体的示例，来深入探讨向心力的作用机制和实际应用。
实例一：绕轴旋转的物体考虑一个在水平轴上绕着转动的物体，如图所示：图1图1这个物体受到的向心力可以通过以下公式计算：$$F_c = \\frac{mv^2}{r}$$其中，m是物体的质量，v是物体的速度，r是物体相对于轴的距离。
根据这个公式，我们可以看出，向心力与物体的质量成正比，与速度的平方成正比，与距离的倒数成正比。
当物体的质量增加时，向心力也会增加，从而使物体更难改变运动状态。
当物体的速度增加时，向心力也会增加，从而使物体更难以逃离圆周运动。
当物体相对于轴的距离减小时，向心力也会增加，从而使物体更加受限于轴周围的运动。
实例二：行星绕太阳运动行星绕太阳的运动是一个经典的向心力示例。
根据万有引力定律，行星受到来自太阳的引力作用，这个引力提供了向心力，使得行星绕太阳做圆周运动。
根据开普勒第三定律，行星绕太阳的周期T与它与太阳的平均距离a的关系可以表示为：$$T^2 = \\frac{4\\pi^2}{GM}a^3$$其中，G是引力常数，M是太阳的质量。
由此可以看出，行星的运动周期与其与太阳的平均距离的三次方成正比。
这个公式还可以告诉我们，行星距离太阳越远，其运动周期越长；行星距离太阳越近，其运动周期越短。
这也是为什么地球绕太阳运动的周期为一年，而水星绕太阳运动的周期只有88天的原因。
实例三：离心机离心机是一种利用向心力的装置，广泛应用于化学实验室和制药工业中。
它通过调节转速产生的向心力，将混合物中的固体颗粒或液体分离出来。
离心机的工作原理是基于不同物质密度的差异。
当混合物旋转时，向心力会将密度较大的成分更快地向外推动，而密度较小的成分则更容易靠近轴。
通过调整离心机的转速和离心力的大小，可以实现对不同物质的分离。
向心力的实例分析讲义离心运动复习一、引言向心力和离心力是物体在进行圆周运动时所受到的两种力。
向心力指的是物体向圆心的力，离心力则是物体远离圆心的力。
在本篇讲义中，我们将通过分析一些实例来复习向心力和离心力的概念。
二、向心力的实例分析1.系在绳子上旋转的小球考虑一个小球系在绳子上进行旋转的实例。
当小球在绳子上旋转时，绳子对小球施加一个向心力，使其向绳子的中心点运动。
2.向心力对人体的影响在过山车等高速旋转的游乐设施上，乘客会感受到向心力对身体的影响。
当过山车在弯道上快速转向时，向心力会使乘客向内侧倾斜，产生一种被拍在座位上的感觉。
3.地球对月球的引力地球对月球的引力同样也是一个向心力的实例。
尽管月球在绕地球运动时并没有被绳子所束缚，但是地球的引力会使月球向地球的中心移动，从而产生类似向心力的效果。
三、离心力的实例分析1.旋转的洗衣机当洗衣机进入高速旋转阶段时，内壁对湿衣物施加的离心力将使水分远离衣物并被排除出机器。
2.汽车在转弯时的倾斜当汽车在弯道上行驶时，离心力会使汽车产生一个外倾的力矩，从而使车身倾斜。
这种倾斜能够提高车辆在弯道上的稳定性。
3.离心仓的分离物料在一些工业生产过程中，常常会使用离心力将物料分离。
比如在化工过程中，通过旋转离心定置器，可以将固体颗粒与液体分离出来。
四、向心力与离心力的关系向心力和离心力之间有着一种互补的关系。
当物体在进行圆周运动时，我们可以将绳子向外一侧拉着物体，称之为向心力。
同样地，我们也可以将绳子向内一侧拉着物体，称之为离心力。
五、结论通过上述实例的分析，我们可以更好地理解向心力和离心力的概念。
向心力和离心力是物体在进行圆周运动时所受到的两种力，它们之间有着互补的关系。
向心力使物体向圆心移动，离心力使物体远离圆心。
在实际生活和工业生产中，向心力和离心力都有着重要的应用价值。
对于理解这两种力的概念，我们可以通过分析实例来加深理解和记忆。
43《向心力的实例分析》教案教案：向心力的实例分析主题：向心力的实例分析年级：高中物理课时：1课时（45分钟）教学目标：1.理解什么是向心力，并能够区分向心力和中心力。
2.通过实例分析，了解向心力的作用和应用。
3.能够应用向心力的概念解答相关物理问题。
教学重难点：1.理解向心力和中心力的区别。
2.应用向心力的概念解答相关物理问题。
教学准备：1. PowerPoint 幻灯片。
2.黑板、白板及粉笔/白板笔。
3.复习案例材料：风车和回力车。
教学流程：一、导入（5分钟）1.引入问题：回顾质点在运动过程中受到的力，有的是指向运动路径的，有的是垂直于运动路径的，你能否说出其中一些力是有规律的?2.学生回答并互动讨论。
二、知识讲解（15分钟）1.解答问题：运动路径方向上的力有一个特殊的名称，即向心力。
向心力指向运动路径的哪一侧？质点受向心力作用会发生什么变化？与向心力相对的力是什么？2.提示并解释：向心力的实例主要有风车和回力车，通过这两个实例可以帮助我们更好地理解向心力的概念和作用。
3.分析实例：风车、回力车的运动过程中的向心力是什么？解释这些向心力的存在和作用。
4.总结：根据分析实例，总结向心力的特点和作用。
三、小组讨论（10分钟）1.将学生分成小组，让每个小组选择一个物理现象或实际问题，讨论其中可能存在的向心力，并解释向心力的作用。
2.审阅和评价学生的讨论成果，选取一些小组进行汇报。
四、解答问题（10分钟）1.收集学生的问题，解答其中与向心力相关的问题。
2.解答中需要引导学生思考如何利用向心力的概念和公式解答相关问题。
五、拓展练习（5分钟）1.布置拓展练习题，让学生巩固和应用向心力的概念和公式。
2.收取并检查学生的练习题。
六、课堂总结（5分钟）1.总结向心力的概念、作用和应用。
2.强调向心力在物理问题中的重要性。
教学反思：通过对风车和回力车等实例的分析，学生能够初步了解向心力的概念和作用。
通过小组讨论和解答问题的环节，学生能够进一步理解和应用向心力的概念和公式。
