高一物理匀速圆周运动向心力
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高一物理匀速圆周运动试题答案及解析1.如图所示,把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。
小球的向心力由以下哪个力提供A.重力B.支持力C.重力和支持力的合力D.重力、支持力和摩擦力的合力【答案】C【解析】小球受到重力和支持力,由于小球在水平面内做匀速圆周运动,所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供,故C正确.【考点】考查了向心力2.图中所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则()A.ab两点的线速度大小相等B.ab两点的角速度大小相等C.ac两点的线速度大小相等D.ad两点的向心加速度大小相等【答案】CD【解析】由图可看出,a点的线速度等于c点的线速度,而c点的线速度大于b点的线速度,故a点的线速度大于b点的线速度,选项A错误,C正确;设c点的线速度为v,则a点的角速度为,b点的角速度,选项B错误;a点的向心加速度,d点的向心加速度,选项D正确。
【考点】线速度、角速度及向心加速度。
3.如图所示,A、B是两个摩擦传动轮(不打滑),两轮半径大小关系为RA =2RB,则两轮边缘上的( )A.角速度之比ωA :ωB=2:1B.周期之比TA :TB=2:1C.转速之比nA :nB=2:1D.向心加速度之比aA :aB=2:1【答案】B【解析】A、B两轮边缘线速度相同,由公式ɷ=得ωA :ωB=rB:rA=1:2,故选项A错误;由公式T=得,TA :TB=ωB:ωA=2:1,故B正确;由公式n=知,nA:nB=TB:TA=1:2,故选项C错误;由加速度公式a==知aA :aB=rB:rA=1:2,故选项D错误。
【考点】匀速圆周运动的公式4.如图所示,一个圆盘绕轴心O在水平面内匀速转动,圆盘半径R= 0.4m,转动角速度=15rad/s。
向心力【知识要点】1、向心力:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力叫做向心力。
注意:①向心力是根据力的作用效果来命名的。
向心力可以是某一个力或某个力的分力或某几个力的合力来提供。
不管属于什么性质的力,只要产生向心加速度,就叫做向心力。
②向心力的方向与线速度的方向垂直,起改变速度方向的作用,不改变速度的大小,所以向心力不会对物体做功。
2、变速圆周运动:速率大小发生变化的圆周运动叫做变速圆周运动。
注意:①变速圆周运动中的合外力并不指向圆心。
这一力F 可以分解为互相垂直的两个力:跟圆周相切的分力F r 和指向圆心方向的分力F n .F n 产生了向心加速度,与速度垂直,改变了速度方向。
F r 产生切向加速度,切向加速度与物体的速度方向在一条直线上,它改变了速度的大小。
仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动,同时具有向心加速度和切向加速度的运动是变速圆周运动。
②变速圆周运动中,某一点的向心加速度和向心力均可用rva n 2=、2ωr a n =和rvm F n 2=、2ωmr F n =公式求解,只不过v,ω都是指那一点的瞬时速度。
③处理一段曲线运动的方法:一段曲线运动轨迹可以分割成许多不同半径的极短一小段圆弧,这样一般曲线运动可以采用圆周运动的分析方法。
3、向心力大小公式:rvmF n 2= 2ωmr F n = 推论: 224Tmrmv F n πω==4、 向心力的来源分析:(1)匀速圆周运动中,物体所受的合外力提供其做圆周运动的向心力。
例如,用细线系一小球在水平面内作匀速圆周运动,其所需的向心力就是由重力和细绳的拉力的合力来提供。
又如汽车在水平路面上匀速转动时的向心力就由其静摩擦力来提供。
(2)一般圆运动中的向心力与合外力不同。
此时向心力只是合外力的一个分力,如图7-1所示。
分析圆周运动问题的一般方法: ①确定做圆周运动物体的研究对象。
②确定物体圆周运动的轨道平面、圆心、半径及轨道。
③按通常的方法,对研究对象进行受力分析,从中确定出哪些力起到了向心力作 用,即组成向心力。
高一物理《向心力向心加速度》教案与学好高中物理的方法高一物理《向心力向心加速度》教案教学目标知识目标1、知道什么是向心力,什么是向心加速度,理解匀速圆周运动的向心力和向心加速度大小不变,方向总是指向圆心.2、知道匀速圆周运动的向心力和向心加速度的公式,会解答有关问题.能力目标培养学生探究物理问题的习惯,训练学生观察实验的能力和分析综合能力.情感目标培养学生对现象的观察、分析能力,会将所学知识应用到实际中去.教学建议教材分析教材先讲向心力,后讲向心加速度,回避了用矢量推导向心加速度这个难点,通过实例给出向心力概念,再通过探究性实验给出向心力公式,之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,顺理成章,便于学生接受.教法建议1、要通过对物体做圆周运动的实例进行分析入手,从中引导启发学生认识到:做圆周运动的物体都必须受到指向圆心的力的作用,由此引入向心力的概念.2、对于向心力概念的认识和理解,应注意以下三点:第一点是向心力只是根据力的方向指向圆心这一特点而命名的,或者说是根据力的作用效果来命名的,并不是根据力的性质命名的,所以不能把向心力看做是一种特殊性质的力.第二点是物体做匀速圆周运动时,所需的向心力就是物体受到的合外力.第三点是向心力的作用效果只是改变线速度的方向.3、让学生充分讨论向心力大小,可能与哪些因素有关?并设计实验进行探究活动.4、讲述向心加速度公式时,不仅要使学生认识到匀速圆周运动是向心加速度大小不变,向心加速度方向始终与线速度垂直并指向圆心的变速运动,在这里还应把“向心力改变速度方向”与在直线运动中“合外力改变速度大小”联系起来,使学生全面理解“力是改变物体运动状态的原因”的含义,再结合无论速度大小或方向改变,物体都具有加速度,使学生对“力是物体产生加速度的原因”有更进一步的理解.教学设计方案向心力、向心加速度教学重点:向心力、向心加速度的概念及公式.教学难点:向心力概念的引入主要设计:一、向心力:(一)让学生讨论汽车急转弯时乘客的感觉.(二)展示图片1.链球做圆周运动需要向心力.〔全日制普通高级中学教科书(试验修定本·必修)物理.第一册98页〕(三)演示实验:做圆周运动的小球受到绳的拉力作用.(四)让学生讨论,猜测向心力大小可能与哪些因素有关?如何探究?引导学生用“控制变量法”进行探索性实验.(用向心力演示器实验)演示1:半径r和角速度一定时,向心力与质量m的关系.演示2:质量m和角速度一定时,向心力与半径r的关系.演示3:质量m和半径r一定时,向心力与角速度的关系.给出进而得在 .(五)讨论向心力与半径的关系:向心力究竟与半径成正比还是反比?提醒学生注意数学中的正比例函数中的k应为常数.因此,若m、为常数据知与r成正比;若m、v为常数,据可知与r成反比,若无特殊条件,不能说向心力与半径r成正比还是成反比.二、向心加速度:(一)根据牛顿第二定律得:(二)讨论匀速圆周运动中各个物理量是否为恒量:v T f探究活动感受向心力在一根结实的细绳的一端拴一个橡皮塞或其他小物体,抡动细绳,使小物体做圆周运动(如图).依次改变转动的角速度、半径和小物体的质量.体验一下手拉细绳的力(使小球运动的向心力),在下述几种情况下,大小有什么不同:使橡皮塞的角速度增大或减小,向心力是变大,还是变小;改变半径r尽量使角速度保持不变,向心力怎样变化;换个橡皮塞,即改变橡皮塞的质量m,而保持半径r和角速度不变,向心力又怎样变化.做这个实验的时候,要注意不要让做圆周运动的橡皮塞甩出去,碰到人或其他物体.如何学好高中物理一、高、初中物理的差异首先要明确高中物理和初中物理的差异,之后才能有针对性地采取措施,改进学习方法。
高一物理向心力知识点总结物理二字出现在中文中,是取格物致理四字的简称,即考察事物的形态和变化,总结研究它们的规律的意思。
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向心力是根据力的作用效果命名的。
向心力可能是弹力、摩擦力或重力提供,也可能是几个力的合力,还可能是某个力的分力提供。
匀速圆周运动的速率不变,而速度方向时刻在变化,只改变速度方向的力叫做向心力。
向心力最显著的特点是与速度方向垂直,只改变速度方向,不改变速度大小。
作匀速圆周运动的物体,由于速度大小不变,速度方向不断改变,合力一定与速度方向垂直,且合力指向轨迹弯曲一侧,正好指向圆心,所以,将改变速度方向的力称为向心力。
作匀速圆周运动的质点,合外力提供向心力;作非匀速圆周运动的物体来讲,一般将其所受的力沿着运动方向和与运动垂直的方向进行分解:沿运动方向的力(称为切向力)是改变速度大小;沿与运动方向垂直的力(称为法向力)是改变速度的方向。
知识点总结●向心力(1)向心力是改变物体运动方向,产生向心加速度的原因.(2)向心力的方向指向圆心,总与物体运动方向垂直,所以向心力只改变速度的方向.(3)根据牛顿运动定律,向心力与向心加速度的因果关系是,两者方向恒一致:总是与速度垂直、沿半径指向圆心.(4)对于匀速圆周运动,物体所受合外力全部作为向心力,故做匀速圆周运动的物体所受合外力应是:大小不变、方向始终与速度方向垂直.●向心力公式(1)由公式a=2r与a=v2/r可知,在角速度一定的条件下,质点的向心加速度与半径成正比;在线速度一定的条件下,质点的向心加速度与半径成反比.(2)做匀速圆周运动的物体所受合外力全部作为向心力,故物体所受合外力应大小不变、方向始终与速度方向垂直;合外力只改变速度的方向,不改变速度的大小.根据公式,倘若物体所受合外力F大于在某圆轨道运动所需向心力,物体将速率不变地运动到半径减小的新圆轨道里(在那里,物体的角速度将增大),使物体所受合外力恰等于该轨道上所需向心力,可见物体在此时会做靠近圆心的运动;反之,倘若物体所受合外力小于在某圆轨道运动所需向心力,向心力不足,物体运动的轨道半径将增大,因而逐渐远离圆心.如果合外力突然消失,物体将沿切线方向飞出,这就是离心运动.●用向心力公式解决实际问题根据公式求解圆周运动的动力学问题时应做到四确定:(1)确定圆心与圆轨迹所在平面;(2)确定向心力来源;(3)以指向圆心方向为正,确定参与构成向心力的各分力的正、负;(4)确定满足牛顿定律的动力学方程.常见考点考法【例1】一个大轮通过皮带拉着小轮转动,皮带和两轮之间无相对滑动,大轮的半径是小轮半径的2倍,大轮上的一点S离转动轴的距离是半径的1/3.当大轮边缘上的P点的向心加速度是0.12m/s2时,大轮上的S点和小轮边缘上的Q点的向心加速度各为多大?解析:P点和S点在同一个转动轮子上,其角速度相等,即P=S.由向心加速度公式a=r2可知:as/ap=rs/rp,as=rs/rp??ap=1/30.12m/s2=0.04m/s2.由于皮带传动时不打滑,Q点和P点都在由皮带传动的两个轮子边缘,这两点的线速度的大小相等,即vQ=vP.由向心加速度公式a=v2/r可知:aQ/aP=rP/rQ,aQ=rP/rQaP=2/10.12m/s2=0.24 m/s2.点拨:解决这类问题的关键是抓住相同量,找出已知量、待求量和相同量之间的关系,即可求解.【问题讨论】(1)在已知ap的情况下,为什么求解as时要用公式a=r2、求解aQ时,要用公式a=v2/r?(2)回忆一下初中电学中学过的导体的电阻消耗的电功率与电阻的关系式:P=I2R和P=U2/R,你能找出电学中的电功率P与电阻R的关系及这里的向心加速度a与圆周半径r的关系之间的相似之处吗?【例2】一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一个木块,当圆盘匀角速转动时,木块随圆盘一起运动,那么[ ]A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心C.因为木块随圆盘一起运动,所以木块受到圆盘对它的摩擦力,方向与木块的运动方向相同D.因为摩擦力总是阻碍物体的运动,所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反解析:从静摩擦力总是阻碍物体间的相对运动的趋势来分析:由于圆盘转动时,以转动的圆盘为参照物,物体的运动趋势是沿半径向外,背离圆心的,所以盘面对木块的静摩擦力方向沿半径指向圆心.从做匀速圆周运动的物体必须受到一个向心力的角度来分析:木块随圆盘一起做匀速圆周运动,它必须受到沿半径指向圆心的合力.由于木块所受的重力和盘面的支持力都在竖直方向上,只有来自盘面的静摩擦力提供指向圆心的向心力,因而盘面对木块的静摩擦力方向必沿半径指向圆心.所以,正确选项为B.点拨:1.向心力是按效果命名的,它可以是重力、或弹力、或摩擦力,也可以是这些力的合力或分力所提供.2.静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的.【问题讨论】有的同学认为,做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势,静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反.因而应该选取的正确答案为D.你认为他的说法对吗?为什么?【例3】在光滑水平桌面上有一光滑小孔O;一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1kg的小球A,另一端连接质量为M=4kg的重物B.(1)当小球A沿半径r=0.1m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为=10rad/s时,物体B对地面的压力为多大?(2)当A球的角速度为多大时,B物体处于将要离开、而尚未离开地面的临界状态?(g=10m/s2)点拨:小球A作匀速圆周运动,由绳子的拉力提供向心力,从而使B对地面的压力减少.当B物体将要离开而尚未离开地面时,小球A所需的向心力恰好等于重物B的重力参考答案(1)30N(2)20rad/s【例4】小球A和B用细线连接,可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动,已知它们的质量之比m1∶m2=3∶1,当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时,A、B两球做匀速圆周运动的[ ]A.线速度大小相等B.角速度相等C.向心力的大小之比为F1∶F2=3∶1D.半径之比为r1∶r2=1∶3点拨:当两小球随轴转动达到稳定状态时,把它们联系在一起的同一根细线为A、B两小球提供的向心力大小相等;同轴转动的角速度相等;两小球的圆周轨道半径之和为细线的长度;两小球的线速度与各自的轨道半径成正比.。
高一物理匀速圆周运动公式总结高一物理教材中匀速圆周运动属于曲线运动的内容,下面是店铺给大家带来的高一物理匀速圆周运动公式总结,希望对你有帮助。
高一物理匀速圆周运动公式1.线速度V=s/t=2πR/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V^2/R=ω^2R=(2π/T)^2R4.向心力F心=Mv^2/R=mω^2*R=m(2π/T)^2*R5.周期与频率T=1/f6.角速度与线速度的关系V=ωR7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(S):米(m)角度(Φ):弧度(rad)频率(f):赫(Hz)周期(T):秒(s)转速(n):r/s半径(R):米(m)线速度(V):m/s角速度(ω):rad/s向心加速度:m/s2注:(1)向心力可以由具体某个力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直。
(2)做匀速度圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,但动量不断改变。
高一物理学习方法一、课前认真预习预习是在课前,独立地阅读教材,自己去获取新知识的一个重要环节。
课前预习未讲授的新课,首先把新课的内容都要仔细地阅读一遍,通过阅读、分析、思考,了解教材的知识体系,重点、难点、范围和要求。
对于物理概念和规律则要抓住其核心,以及与其它物理概念和规律的区别与联系,把教材中自己不懂的疑难问题记录下来。
二、主动提高效率的听课带着预习的问题听课,可以提高听课的效率,能使听课的重点更加突出。
课堂上,当老师讲到自己预习时的不懂之处时,就非常主动、格外注意听,力求当堂弄懂。
同时可以对比老师的讲解以检查自己对教材理解的深度和广度,学习教师对疑难问题的分析过程和思维方法,也可以作进一步的质疑、析疑、提出自己的见解。
三、定期整理学习笔记在学习过程中,通过对所学知识的回顾、对照预习笔记、听课笔记、作业、达标检测、教科书和参考书等材料加以补充、归纳,使所学的知识达到系统、完整和高度概括的水平。
匀速圆周运动向心力一、教学目标1.物理知识方面:(1)理解匀速圆周运动是变速运动;(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系;(3)初步掌握向心力概念及计算公式。
2.通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程,培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。
3.渗透科学方法的教育。
二、重点、难点分析向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点,也是难点。
通过生活实例及实验加强感知,突破难点。
三、教具1.转台、小伞;2.细绳一端系一个小球(学生两人一组);3.向心力演示器。
四、主要教学过程(一)引入新课演示: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。
复习提问:粉笔头做直线运动、曲线运动的条件是什么?启发学生回答:速度方向与力的方向在同一条直线上,物体做直线运动;不在同一直线上,做曲线运动。
进一步提问:在曲线运动中,有一种特殊的运动形式,物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示),称为圆周运动。
请同学们列举实例。
(学生举例教师补充)电扇、风车等转动时,上面各个点运动的轨迹是圆……大到宇宙天体如月球绕地球的运动,小到微观世界电子绕原子核的运动,都可看做圆周运动,它是一种常见的运动形式。
提出问题:你在跑400米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜?铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道,为什么路面总是外侧高内侧低?可见,圆周运动知识在实际中是很有用的。
引入:物理中,研究问题的基本方法是从最简单的情况开始。
板书:匀速圆周运动(二)教学过程设计思考: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。
板书: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。
思考:匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。
用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢?(学生自由发言)板书:2.描述匀速圆周运动快慢的物理量恒量。
当t很短,s很短,即为某一时刻的瞬时速度。
线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。
当物体做匀速圆周运动时,各个时刻线速度大小相同,而方向时刻在改变。
那么,线速度方向有何特点呢?演示:水淋在小伞上,同时摇动转台。
观察:水滴沿切线方向飞出。
思考:说明什么?师生分析:飞出的水滴在离开伞的瞬间,由于惯性要保持原来的速度方向,因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。
板书:方向:沿着圆周各点的切线方向。
如图3。
单位:rad/s。
(3)周期:质点沿圆周运动一周所用的时间。
如:地球公转周期约365天,钟表秒针周期60s等,周期长,表示运动慢。
(角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)板书:(师生共同完成)思考:物体做匀速圆周运动时,v、ω、T是否改变?(ω、T不变,v大小不变、方向变。
)讲述:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动。
提出问题:匀速圆周运动是一种曲线运动,由物体做曲线运动的条件可知,物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外力作用,这个合外力的方向有何特点呢?学生小实验(两人一组):线的一端系一小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动。
小球质量很小(可用橡皮塞等替代),甩动时线速度尽量大,小球重力与拉力相比可忽略,以保证拉线近似在水平方向。
观察并思考:①小球受力?②线的拉力方向有何特点?③一旦线断或松手,结果如何?(提问学生后板书并图示)概括:要使物体做匀速圆周运动,必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用,故名向心力。
板书:3.向心力:物体做匀速圆周运动所需要的力。
提出问题:向心力的大小跟什么因素有关?(学生自己设想,用刚才的仪器做小实验,凭感觉粗略体验。
学生经实验、讨论有了自己的看法后,自由发言。
)演示实验(验证学生的设想):研究向心力跟物体质量m、轨道半径r、角速度ω的定量关系。
提问:实验时能否让三个量同时变。
保持两个量不变,使一个量变化。
实验装置:向心力演示器。
演示:摇动手柄,小球随之做匀速圆周运动。
提问:向心力由什么力提供?如何测量?小球向外压挡板,挡板对小球的反作用力指向转轴,提供了小球做匀速圆周运动的向心力,两力大小相等,同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧,弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出,即显示了向心力大小。
演示内容:①向心力与质量的关系:ω、r一定,取两球使m A=2m B观察:(学生读数)F A=2F B 结论:向心力F∝m②向心力与半径的关系:m、ω一定,取两球使r A=2r B观察:(学生读数)F A=2F B 结论:向心力F∝r③向心力与角速度的关系:m、r一定,使ωA=2ωB观察:(学生读数)F A=4F B 结论:向心力F∝ω2归纳:综合上述实验结果可知:物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比,与半径成正比,与角速度的二次方成正比。
但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论,实际上要进行多次测量,大量实验,但我们不可能一一去做。
同学们刚才所做的实验得出:m、r、ω越大,F越大;若将实验稍加改进,如课本中所介绍的小实验,加一弹簧秤测出F,可粗略得出结论(要求同学回去做)。
我们还可以设计很多实验都能得出这一结论,说明这是一个带有共性的结论。
测出m、r、ω的值,可知向心力大小为:F=mrω2。
反馈练习:①对于做匀速圆周运动的物体,下面说法正确的是:A速度不变;B速率不变;C角速度不变;D周期不变。
②如图7为一皮带传动装置,在传动过程中皮带不打滑。
试比较轮上A、B、C三点的线速度、角速度大小。
③物体做匀速圆周运动所需要的向心力跟半径的关系,有人说成正比,有人说成反比。
你对这两种说法是如何理解的?④(前后呼应)解释跑400m弯道时身体为何要倾斜等一类问题。
(火车拐弯要求课后看书)(三)课堂小结1.科学方法①点明建立概念的过程:是通过大量实例,概括抽象出本质的内容,即由个别到一般的思维过程。
②点明实验归纳的过程:必须经过多次实验,必须有足够的事实,由多个特殊的共同结论才能归纳出一般情况下的结论。
2.知识内容:(见板书)3.对向心力的理解:向心力并不是一种特殊性质的力,它的名称只是根据始终指向圆心这一作用效果来命名的。
下节课再进一步讨论。
五、说明1.向心力、向心加速度的讲授顺序。
向心力概念的建立有两条途径:一是先通过实验建立向心力概念,归纳出向心力公式,再推出向心加速度;二是先通过理论推导导出向心加速度,再推出向心力。
先讲加速度,理论推导严谨,又能训练学生的推理能力,但方法较抽象,对基础差的学生难度较大。
考虑到我所任班级学生的实际情况,我选用了先讲向心力,降低了难度,便于学生理解、接受,现行必修教材采用的也是这一顺序。
不足之处是:由于实验存在误差,只能粗略得出结论,而且课堂不可能做很多实验,实验归纳的事实不足。
解决的关键是尽量减小实验误差,补充实例,弥补实验事实不足的缺陷。
2.对向心力的教学,本节完成了感知、概括、定义,即完成了个别到一般的过程和简单的再认。
而进一步的再认即一般到个别,留待下节完成,所以本节对向心力的要求教学目标定为初步掌握。
超重和失重一、教学目标1.了解超重和失重现象;2.运用牛顿第二定律研究超重和失重的原因;3.培养学生利用牛顿第二定律分析问题和解决问题的能力。
二、重点、难点分析1.超重和失重在本质上并不是物体受到的重力发生了变化,而是物体在竖直方向有加速度时,物体对支持物的压力或拉力的变化,这一点学生理解起来往往困难较大。
让学生理解超重和失重的本质是本节课教学的重点之一,也是后面理解航天器中失重现象的基础。
2.超重和失重中物体对支持物的压力和拉力的计算,是牛顿第二定律应用的一个方面,也应作为本节教学的重点之一。
三、教具演示教具:超重和失重演示装置、弹簧秤、重物、细线、下面扎孔的可乐瓶、录像资料。
学生用具:弹簧秤、钩码、打点计时器用重锤、绣花线。
四、主要教学过程(一)引入新课看录像片《航天飞机上的失重现象》《失重物体的运动》。
提问:刚才所看到的录像片是在什么地方发生的?它向我们展示了一种什么现象?这里给我们展示了失重现象,是在航天飞机中发生的。
航天飞机在起飞中产生了超重现象,在太空中又产生了失重现象。
超重和失重是怎么产生的呢?这就是我们这节课研究的内容。
(二)教学过程设计板书:十、超重和失重我们先来研究一下超重现象。
板书:1.超重现象实验:介绍装置,架子上有两个滑轮,两边挂有重物。
我们取左边的重物加以研究,重物静止时,弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力,物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。
放手后物体做向上的加速运动,我们再观察弹簧秤示数的变化。
提问:看到了什么现象?弹簧秤的示数增大,物体对绳的拉力增大。
以上实验可以用更简单的装置来完成,只不过观察时的效果稍差一些。
弹簧秤下挂一重物,物体静止时,弹簧秤的示数等于物体所受的重力。
当物体向上做加速运动时,弹簧秤的示数大于物体所受的重力,物体对绳的拉力大于物重。
学生小实验:细线拉重锤(绣花线、打点计时器用重锤)。
线系在重锤上,缓慢拉起,再让重锤做向上的加速运动,线断。
分析原因:取物体为研究对象,T-G=ma,T-mg=ma,弹簧秤的拉力为T=mg+ma=m(g+a)讨论:(1)物体做向上的加速运动时,弹簧对物体的拉力大于物体静止时的拉力,T>mg,物体对弹簧的拉力大于物重。
举例:起重机在吊起重物时,有经验的司机都不让物体的加速度过大是什么原因?(2)学生列举生活中的感受:电梯向上起动时,电梯对人的支持力大于静止时的支持力,同样人对电梯的压力也大于物重;电梯下降刹车时也一样。
只要物体的加速度方向是向上的,就会产生以上现象。
提问:在电梯中放一弹簧测力秤,人站在上面。
当电梯向上加速度运动时秤的示数怎样变化?(3)整理公式:T=m(g+a)=mg′,g′叫做等效重力加速度,g′>g。
站在电梯里的人在电梯向上加速或向下减速时,人对电梯的压力大于人的重力,好像是重力加速度g增大了。
火箭起飞时有很大的向上的加速度,内部发生的是超重现象。
当物体存在向上的加速度时,它对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)大于物重的现象叫做超重现象。
发生超重现象时,物重并没有变化。
2.失重现象实验:重物静止时,弹簧秤的示数大小等于物体所受的重力,物体对弹簧秤的拉力等于物体所受的重力。
放手后物体做向下的加速运动,我们再观察弹簧秤示数的变化。
提问:看到了什么现象?弹簧秤的示数减少,物体对支持物的拉力减小。
学生实验:观察感受失重现象。
弹簧秤下挂一重物,物体静止时,弹簧秤的示数等于物体所受的重力。
当物体向下做加速运动时,弹簧秤的示数小于物体所受的重力。
(注意对减速时的示数增大的解释。
)取物体为研究对象,G-T=ma,弹簧秤的拉力为T=mg-ma=m(g-a)讨论:(1)物体做向下的加速运动时,弹簧对物体的拉力小于物体静止时的拉力,T<mg,物体对弹簧的拉力小于物重。