人教版高一物理必修二向心力
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第六章 圆周运动2.向心力 第1课时 向心力【课标定向】1.通过实验,探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1.理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2.通过比较,知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3.利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n =m v 2r=m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动合力的作用效果: 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果:(1)跟圆周相切的分力F t :与物体运动的方向平行,改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n :与物体运动的方向垂直,改变线速度的方向。
2.一般曲线运动:(1)曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,称为一般的曲线运动,如图所示。
(2)处理方法:将曲线分割成为许多很短的小段,这样,质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体,则运动员转弯时所需向心力的来源如何?所受的合力方向及作用效果是什么?提示:运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心,充当向心力,改变速度的方向。
如图,一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题:1.汽车受到的合力为零。
( ×)2.汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3.汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小,也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示,飞机在空中水平面内做匀速圆周运动;滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
《向心力》教学设计1.教学内容分析根据物理课程标准要求:能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
“向心力”是圆周运动中很重要的一个概念,是学习《生活中圆周运动》、《万有引力》、《带电粒子在匀强磁场的运动》的基础,其重要性不言而喻。
本节课是在上一节内容“向心加速度”的基础上展开的,符合认知规律,主要解决向心力的来源、向心力的大小、向心力的方向,向心力的应用这几个问题。
教材先让学生获得向心力的感性认识,从而给出向心力的定义,再由向心加速度表达式和牛顿第二定律得出向心力的表达式;接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式;最后分析变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力,并探究分析过程中使用的方法。
2.学习者分析学生已经学习了匀速圆周运动,对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量,并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
知道在转动装置中,共轴的轮子上各点的角速度相等,凡和皮带接触的点,线速度的大小相等。
学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。
而且已经掌握应用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。
学生知道匀速圆周运动是一种变速运动,因为它的线速度方向时刻在变。
需要进行更深一步的分析为什么线速度的方向时刻在变,是什么力在改变物体的这种运动状态,这个力有何特点。
由于向心力是一种学生感到陌生的力,而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强,所以需要在教学中通过实例、实验,使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。
3.学习目标确定物理观念:理解向心力的概念,知道向心力是根据力的效果命名的;体验向心力的存在,会分析向心力的来源;掌握向心力的表达式,计算简单情景中的向心力。
科学思维:用变速圆周运动的方法研究一般的曲线运动,渗透物理学中“微元”的思想。
科学探究:通过对实验的观察、思考和探究,理解向心力;通过同学间的讨论与交流,培养学生合作学习与相互交流的能力。
科学态度与责任:通过实验体验向心力的存在,激发学习兴趣,增强求知的欲望;培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、实事求是的科学态度。
人教版(2019)物理学科高一年级必修第二册6.2《向心力》教学设计课题名 6.2《向心力》课型新授课教学目标1、理解向心力的概念。
2、知道向心力与哪些因素有关,理解公式的确切含义并能用来计算。
3、能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。
教学重难点重点:概念以及物理量之间的联系;确定圆周运动各点运动快慢的方法难点:理解匀速圆周运动线速度方向,理解线速度、角速度的物理意义教学环节教学过程课堂导入【巩固】1.什么是圆周运动,什么是匀速圆周运动?2.什么是线速度、角速度和周期?3.线速度、角速度和周期之间的关系【导入】课本P27[问题?]做圆周运动的物体,其运动状态不断变化,说明物体一定受到了力的作用,那么迫使物体做圆周运动的力,其方向有什么特点呢?——牛顿第一定律知识精讲圆周运动受力分析1.飞椅与人受到哪些力?所受合力的方向有什么特点?2.转弯的赛车是否受到摩擦力?赛车受到的合力有何特点?3.使链球做圆周运动的力指向何方?4.使地球绕太阳做圆周运动需要力吗?指向哪里?一、向心力1.做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力2.方向向心力的方向始终指向圆心,由于方向时刻改变,所以向心力是变力.3.效果力向心力是根据力的作用效果来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力.4.作用效果改变线速度的方向。
由于向心力始终指向圆心,其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。
二、向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名,由某个力或几个力的合力提供. 向心力来源可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力.几种常见的实例如下: 实例向心力示意图用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时 绳子的拉力和重力的合力提供向心力,F 向=F +G用细线拴住小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 线的拉力提供向心力,F 向=F T物体随转盘做匀速圆周运动,且相对转盘静止转盘对物体的静摩擦力提供向心力,F 向=F f小球在细线作用下,在水平面内做圆周运动重力和细线的拉力的合力提供向心力,F 向=F 合三、探究向心力大小的表达式 1.探究向心力大小的表达式影响向心力大小的因素很多,我们需要采用控制变量的方法来进行实验——向心力演示器 2. 实验步骤:①保持ω和r 相同,研究小球做圆周运动所需向心力F n 与质量m 之间的关系(钢球—铝球),记录实验教据。
向心力一、向心力┄┄┄┄┄┄┄┄①1.定义:做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2.方向:始终指向圆心,与线速度方向垂直。
3.公式:F n =m v 2r 或F n =mω2r 或F n =m 4π2T2r 。
4.来源:(1)向心力是按照力的作用效果命名的。
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力,也可能是某个力的分力。
5.作用:产生向心加速度,改变线速度的方向。
[说明]根据向心加速度的表达式a n =v 2r =ω2r =4π2T2r =4π2n 2r =ωv ,结合牛顿第二定律F n =ma n 就可得到向心力表达式。
①[判一判]1.向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力(×) 2.向心力的方向时刻指向圆心,方向不断变化(√) 3.做圆周运动的物体其向心力大小不变,方向时刻变化(×) 4.向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向(×) 5.物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大(×) 二、变速圆周运动和一般的曲线运动┄┄┄┄┄┄┄┄②1.变速圆周运动:线速度大小发生变化的圆周运动,做变速圆周运动的物体同时具有向心加速度和切向加速度。
2.一般的曲线运动(1)定义:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
(2)研究方法:将一般的曲线运动分成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。
[说明]对于变速圆周运动,F n =m v 2r =mω2r ,a n =v 2r=ω2r 仍可用。
②[填一填]荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,当秋千向下荡时, (1)小朋友做的是________运动; (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?________________________________________________________________________ 解析:(1)秋千荡下时,速度越来越大,做的是变速圆周运动。
高一物理必修二向心力知识点归纳“向心力”、“向心加速度”是圆周运动中两个重要的物理量,是匀速圆周运动一章的重点内容。
下面是店铺给大家带来的高一物理必修二向心力知识点归纳,希望对你有帮助。
高一物理必修二向心力知识点向心力是从力的效果来命名的,因为它产生指向圆心的加速度,所以称它为向心力。
它不是具有确定性质的某种类型的力。
相反,任何性质的力都可以作为向心力,实际上它可是某种性质的一个力,或某个力的分力,还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力,做圆周运动的物体,速度方向时刻要改变,为了改变物体速度的方向需要一定大小的力,而向心力的大小恰好就等于所需要的力,因而它没有“余力”把物体拉向圆心。
物体做圆周运动时,沿半径指向圆心方向的外力(或外力沿半径指向圆心方向的分力)称为向心力,又称法向力。
向心力公式:F向=mrω(2)=mv(2)/r=4π(2)mr/T(2)—*(2)指的是前面一个字符的平方。
如果在光滑水平桌面的O点固定一根钉子,把绳的一端套在钉子上,另一端系一个小球,使小球在桌面上做匀速圆周运动。
小球之所以能绕着O点做匀速圆周运动,是因为绳对小球始终有一个拉力F,这个拉力的方向虽然不断变化,但总是沿着半径指向圆心,所以叫做向心力。
物体做曲线运动时,必定受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用。
匀速圆周运动是曲线运动,做匀速圆周运动的物体必定也受到与速度方向不在同一直线上的合外力的作用。
这个合外力就是向心力。
向心力指向圆心,而物体运动的方向沿切线方向,所以向心力的方向总与物体运动的方向垂直。
物体在运动方向上不受力,在这个方向上没有加速度,速度大小不会改变,所以向心力的作用只是改变速度的方向。
向心力的大小与哪些因素有关呢?1.用质量不同的钢球和铝球做实验,使两球运动的半径r和角速度ω相同。
可以看出,向心力的大小与质量有关,质量越大,所需的向心力就越大。
2.换用两个质量相同的小球做实验,保持它们运动的半径相同。