邢秀娜竖直方向圆周运动中的向心力教案

竖直平面内的圆周运动及实例分析说明：竖直平面内的圆周运动一般是变速圆周运动(带电粒子在匀强磁场中运动除外)，运动的速度大小和方向在不断发生变化，运动过程复杂，合外力不仅要改变运动方向，还要改变速度大小，所以对此要根据牛顿第二定律的瞬时性解决问题：在变速圆周运动中，虽然物体在各位置受到的向心力分别产生了物体通过各位置的向心加速度，但向心力公式仍是适用的．但要注意，对于物体做匀速圆周运动的情况，只有在物体通过最高点和最低点时，向心力才是合外力．一般不研究任意位置的情况，只研究特殊的临界位置──最高点和最低点。

同时，还可以向学生指出：此问题中出现的对支持面的压力大于或小于物重的现象，是发生在圆周运动中的超重或失重现象．一、教学目标：1.知识与技能：（1）理解匀速圆周运动是变速运动；（2）进一步理解向心力的概念；（3）掌握竖直平面内最高点和最低点的圆周运动。

2.过程与方法：通过对竖直平面内特殊点的研究，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。

3.情感态度价值观：渗透科学方法的教育。

二、重点难点：教学重点：分析向心力来源．教学难点：实际问题的处理方法．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、授课类型：习题课四、上课过程：（一）、情景引入：（二）、两类模型——轻绳类和轻杆类(1)轻绳模型：一轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动.小球能到达最高点(刚好做圆2v mgm，这时的速度是做圆周运＝周运动)的条件是小球的重力恰好提供向心力，即r v＝动的最小速度. （绳只能提供拉力不能提供支持力）.min内侧的圆周运动，水流星的类此模型：竖直平面内的内轨道，竖直（光滑）圆弧运动（水流星在竖直平面内作圆周运动过最高点的临界条件），过山车运动等，word编辑版．刚好做：一轻杆系一小球在竖直平面内做圆周运动，小球能到达最高点((2)轻杆模型（杆既可以提供拉力，也可提供支持力或. )的条件是在最高点的速度圆周运动.）侧向力A v小球的重力；①当＝0 时，杆对小球的支持力v0<②当于小球的重力；<时，杆对小球的支持力gr v O于零；③当＝时，杆对小球的支持力gr v力. ④当> 时，杆对小球提供gr：汽车过凸形拱桥，小球在竖直平面内的（光滑）圆环内运动，小球套类此模型在竖直圆环上的运动等。

2

2 2
2
1、向心力
向 = 向 = =
= ( )


2、方法总结：
控制变量法
提出问题
猜想
实验探究
作业：
⑵增大旋转半径r，体验手的拉力；
⑶增大小球质量m，体验手的拉力；
【体验】
⑴角速度ω越大，手的拉力越大；
⑵旋转半径r越大，手的ห้องสมุดไป่ตู้力越大；
⑶小球质量m越大，手的拉力越大。
【实验探究】影响向心力大小的因素
——控制变量法
【实验现象】
⑴角速度ω相同，半径r相同，质量m越大，向心力越大；
⑵角速度ω相同，质量m相同，半径r越大，向心力越大；
可以是某一个力的分力来提供的。
2．向心力是按效果来命名的力，不是一种新的力；受
力分析时，不要在物体实际受力的基础上再加一个向心力！
3．在匀速圆周运动中，向心力由物体所受的合外力提
供；在非匀速圆周运动中，向心力由物体所受沿半径方向
的合外力提供。
二、向心力的大小
【感受】影响向心力大小的因素
⑴增大角速度ω，体验手的拉力；
§2.2 匀速圆周运动的向心力
2021-2022学年教科版
高中物理必修二教学课
【问题】思考做匀速圆周运动的小球加速度的大小和
方向
活动：感受向心力
思考讨论：
1．小球受哪几个力的作用？
2．合外力有何特点？
3．松手后，将会看到什么现象？
小球受力分析：
FN
O
合力
F
G
讨论交流
1．做匀速圆周运动时，物体会受到沿圆周切线方向的
⑶质量m相同，半径r相同，角速度ω越大，向心力越大；

第五节 向心力、向心加速度（教案33）一、教学目标1、理解向心力和向心加速度的概念并能用来进行计算。

2、知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切含义，并能用来进行计算。

3、进一步理解匀速圆周运动中产生向心加速度的原因。

4、知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在圆周上某一点的向心力和向心加速度。

二、重点难点重点：1、理解向心力和向心加速度的概念。

2、知道向心力大小r v m r m F 22==ω，向心加速度的大小22r v r a ==ω，并能用来进行计算。

难点：对向心力和向心加速度的正确理解和认识。

三、教学方法实验、讲授、讨论、归纳、推理四、教学用具多媒体、 课件、向心力演示器、钢球、木球、细绳五、教学过程引入：我们知道，匀速圆周运动是变速曲线运动。

而力是改变物体运动状态的原因，说明物体做匀速圆周运动时一定要受外力作用。

物体做匀速圆周运动时所受的外力有何特点？加速度怎样？这就是本节课要研究的问题。

（一）、向心力1、演示实验：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2、讨论：a ： 小球此时受到哪些力的作用？b ： 合外力是哪个力？这个力的方向有什么特点？3、 结论 ：做匀速圆周运动的物体受到一个指向圆心的拉力的作用，这个力叫向心力。

向心力的方向不断变化，但总是沿着半径指向圆心，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。

4、向心力的作用效果——只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

向心力指向圆心，而物体运动的方向总是沿圆周上的切线方向，二者互相垂直。

物体在运动方向上所受的合外力为零，在这个方向上无加速度，速度大小不会改变。

所以向心力只改变速度的方向。

5、向心力的大小（1）体验向心力的大小a ：每组学生发用细线联结的钢球、木球各一个，让学生拉住绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动，改变转动的快慢、细线的长短多做几次。

即$omega = frac{v}{r}$。
线速度与角速度的关系
线速度与角速度的关系
在圆周运动中，线速度与角速度之间存在固定的关系，即$v = romega$。这个公式表明，线速度的大小等于角 速度与半径的乘积。
线速度与角速度的单位关系
在国际单位制中，线速度的单位是米/秒（m/s），角速度的单位是弧度/秒（rad/s）。由于1rad=180°，因此 1rad/s=180°/s。
02
竖直面上圆周运动的向心力分 析
向心力的概念与来源
向心力
物体做圆周运动时，受到指向圆心的合力，称为向心力。
来源
向心力是由物体所受的合外力提供的，当物体做匀速圆周运动时，合外力全部 提供向心力，当的计算公式
公式
向心力的大小等于物体质量与线速度平方和半径的乘积，即 F = m * v^2 / r。
竖直面上圆周运动课件
目录
• 竖直面上圆周运动的基本概念 • 竖直面上圆周运动的向心力分析 • 竖直面上圆周运动的线速度与角速度分析 • 竖直面上圆周运动的周期与频率分析 • 竖直面上圆周运动的能量分析 • 竖直面上圆周运动的实际应用
01
竖直面上圆周运动的基本概念
定义与特点
定义
在竖直平面内，质点绕固定点做 圆周运动。
电梯系统
电梯的升降运动可以看作是竖直面上的圆周 运动。电梯的绳索系统通过不断改变方向来 使电梯箱体做圆周运动，从而实现升降功能
。
THANKS
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天体运动中的圆周运动
天体运动
天体在宇宙中的运动轨迹通常是椭圆、抛物 线或双曲线，但当它们绕着其他天体（如恒 星或黑洞）做圆周运动时，这种运动可以用 竖直面上的圆周运动模型来近似描述。