高一物理下第六章 曲线运动教案详尽版

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C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心 2.下列关于向心加速度的说法中,正确的是( )

A.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 B.向心加速度的方向保持不变 C.在匀速圆周运动中,向心加速度是恒定的 D.在匀速圆周运动中,向心加速度的大小不断变化 3.关于质点做匀速圆周运动的下列说法正确的是( )

A.由a=v/r,知a与r成反比 B.由a=ωr,知a与r成正比 C.由ω=v/r,知ω与r成反比 D.由ω=2πn,知ω与转速n成正比

4.如图所示,摩擦轮A和B通过中介轮C进行传动,A为主动轮,A的半径为20 cm,B的半径为10 cm,则A、B两轮边缘上的点,角速度之比为_____;向心加速度之比为

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(第8题)

7 向心力 【学习目标】 1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义. 2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算. 3.知道在变速圆周运动中,可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度. 【学习重点】 1.体会牛顿第二定律在向心力上的应用. 2.明确向心力的意义、作用、公式及其变形. 【学习难点】 如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象. 【学习过程】 1.向心加速度总是指向 ,公式为a= = = 2.向心加速度是描述 的物理量,它只改变线速度的 ,不改变线速度的 。 3.对于向心加速度公式,当线速度一定时,向心加速度与 成反比;当 一定时,向心加速度与半径成正比。

4.重力、弹力、摩擦力是用力的__________来命名的,而向心力是用力的________来命名的力。 【同步导学】

1.向心力

(1) 定义:做圆周运动的物体所受到的沿着半径指向圆心的合力,叫做向心力。 (2) 特点:方向总是与线速度的方向垂直,从不同的角度指向圆心,故方向时刻在变化,

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所以向心力是变力,是一个按效果命名的力。

22v24mπr (3) 大小:F=mωr=m=m(2πf)r=

rT22

思考 根据公式Fn=mv和Fn=mωr,物体做匀速圆周运动时,当半径比较大的时候,

2

2r向心力比较大还是比较小?

(4) 向心力是产生向心加速度的原因,向心加速度的方向时刻在变化,则向心力的方向也随之变化,所以说匀速圆周运动是变加速运动。

⑸ 向心力的作用效果:向心力总是指向圆心,而线速度是沿圆周的切线方向,故向心力始终与线速度垂直,所以向心力的作用效果只是改变物体速度的方向,而不改变速度的大小。

例1 关于向心力,以下说法中不正确的是

A.是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力 B.向心力就是做圆周运动的物体所受的合力 C.向心力是线速度变化的原因

D.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动 2.对向心力公式的理解 3.对于向心力的来源

向心力是做圆周运动的物体受到的沿着半径指向圆心的力,它可以由某一个力单独承担,也可以是几个力的合力,还可以是物体受到的合外力在沿半径指向圆心方向上的分量。

例2 如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是( )

A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大 B.物体所受弹力增大,摩擦力减小 C.物体所受弹力减小,摩擦力减小 D.物体所受弹力增大,摩擦力不变

4.解决匀速圆周运动有关的问题的方法和步骤 (1) 明确研究对象并对其受力分析。

(2) 明确圆周运动的轨迹、半径及圆心位置,进一步求出物体所受的合力或向心力。 (3) 由牛顿第二定律和圆周运动的运动学公式列方程。(4) 求解或分析讨论。 例3 长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是?时,求:

(1) 线的拉力F; (2) 小球运动的线速度的大小; (3) 小球运动的角速度及周期。

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(例2)

(例5)

【巩固练习】

1.在匀速圆周运动中,下列物理量不变的是( )

A.向心加速度 B.线速度 C.向心力 D.角速度 2.如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是 ( )

A.重力

(第2题)

B.弹力 C.静摩擦力 D.滑动摩擦力 3.如图所示,一圆盘可绕通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一小木块A,它随圆盘一起做匀速圆周运动。则关于木块A的受力,下列说法正确的是( )

A.木块A受重力、支持力和向心力

B.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向指向圆心 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相反

D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力的方向与木块运动方向相同

(第6题)

8 生活中的圆周运动

【学习目标】 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. 【学习重点】

1.理解向心力是一种效果力.

2.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 【学习难点】

1.具体问题中向心力的来源. 2.关于对临界问题的讨论和分析. 3.对变速圆周运动的理解和处理. 【学习过程】

1.做匀速圆周运动的物体所受的合外力总是指向 ,所以叫 ,它是根据力的______ 来命名的,向心力公式: 。

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2.向心力总是指向圆心,而线速度沿圆的切线方向,故向心力始终与线速度垂直,所以向心力的作用效果只是改变物体线速度的 而不改变线速度的 。

3.向心力产生的加速度也总是指向 ,叫 ,公式:a = = =

(2?2)r。 T例1 一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段凸形圆弧形桥面,重力加速度g=10m

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/s.求:

(1)汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?

(2)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力

汽车转弯 v2在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力m,是由车轮与路面间的静摩擦力rf提供的,即f?mv,因为静摩擦力f最大不能超过最大摩擦力,故要求车子转弯时,车r2速不能太大和转弯半径不能太小。 思考 在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低是什么原因? 飞船环绕地球做匀速圆周运动,当飞船距地面高度为一二百千米时,它的轨道半径近似等于地球半径R,航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg。除了地球引力外,航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN ,引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀mv2mv2v2速圆周运动所需的向心力F=,即mg-FN= 也就是 FN=m(g-) RRR5.离心运动 ⑴ 定义: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情况下,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。 ⑵ 本质:离心现象是物体惯性的表现。 例3 用长L=0.6 m的绳系着装有m=0.5 kg水的小桶,在竖直平面内做圆周运动,成为“水流星”。求:(1)最高点水不流出的最小速度为多少?

(2)若过最高点时速度为3 m/s,此时水对桶底的压力多大?

【巩固练习】

1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( )

A.a处

B.b处 C.c处

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D.d处

(第1题)

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