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第三章圆周运动
第节科学探究:向心力
2
本节选自鲁科版高中物理必修二第三章第二节,是在学生已经学习了匀速圆周运动,对匀
速圆周运动有了一定理解的基础上的进一步学习。学生知道匀速圆周运动是一种变速运动,只是表
面的知道,为什么线速度的方向时刻在变?是什么力来改变物体的这种运动状态,这个力有何特点?
学生带着这些疑问来进入本节课的学习。本节课从学生的实际出发,结合学生前面所学知识,注重
创设物理背景,应用牛顿第二定律,初步得出向心力的小;引导学生对具体问题的分析,解决向
心力来源问题;通过学生自己动手实验,验证向心力公式,并分析得到影响向心力的因素。这个过
程中加强学生的活动,使学生充分思考讨论、胆猜想,敢于提出自己的想法,逐渐提高科学素养。
最后由向心力引出向心加速度的概念以及公式,运用理论分析推导物理概念的过程,可进一步帮
助学生理解向心加速度小和方向的含义。
物理观念:建立向心力、向心加速度的物理观念,掌握向心力的确含义,知道向心加速度的
内涵。
科学思维:能在熟悉情境中运用匀速圆周运动模型解决问题;能对常见的匀速圆周运动进行
分析推理,获得结论;能用与匀速圆周运动相关的证据说明结论并作出解释;能从不同角度分
析解决匀速圆周运动问题。
科学探究:通过对向心力小与哪些因素有关的探究,熟悉科学探究的一般过程:提出问题——
猜想与假设——实验验证——分析数据——得出结论。
科学态度与责任:通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动,培养学生尊重客观事实、
实事求是的科学态度。
1、教学重点:理解向心力、向心加速度的概念,掌握向心力公式并能进行相关计算。
2、教学难点:理解向心力是按作用效果命名的力,向心力的方向时刻在改变。
PPT、视频片断、向心力演示器
【新课导入】
这些物体为什么会做圆周运动?
复习提问:(1)匀速圆周运动的实质是什么?匀速圆周运动是变速曲线运动
变速曲线运动运动状态改变一定受到外力一定存在加速度
(2)那么做匀速圆周运动的物体所受的合力有何特点?加速度又怎样呢?
【新课内容】
一、向心力:
思考与讨论:取一根细绳,一端系一小球,另一端固定在一枚图钉上。将图钉钉于水平光滑木板上,
如图所示。
(1)用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻弹击小球,在细绳未伸直前,小球做什么运动?
(2)用手指弹击小球,方向同上,加弹击力量,使小球运动过程中细绳伸直。细绳伸直后,小球
做什么运动?
想一想:1、小球受哪几个力的作用?2、合外力有何特点?3、若细线突然剪断,将会看到什么现象?
研究小球所受合力的方向
FN与G相平衡,所以合力为F,小球受到重力,桌面支持力和细线的拉力作用。
用剪刀将细线剪断,小球将沿线方向飞出,做匀速直线运动。
结论:物体做匀速圆周运动,合外力指向圆心,且与线速度V垂直。
对于做匀速圆周运动的物体,物体的速度小不发生改变,因此,所受合力只改变速度的方向。
1、向心力
做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心,这个指向圆心的力就叫作向心力,用符号:Fn
2、方向:始终指向圆心(与v垂直或与半径垂直),是变力。
3、向心力的作用只改变线速度的方向。
4、向心力来源:向心力是根据力的作用效果命名的,它不是具有确定性质的某种力,它可以是
某一个力或者几个力的合力提供的。
圆锥摆做匀速圆周运动:
结论:拉力和重力的合力提供物体做匀速圆周运动向心力。
地球绕太阳的运动
结论:地球绕太阳的运动可近似看作匀速圆周运动,太阳对地球的引力提供向心力。
木块相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动
结论:静摩擦力提供物体做匀速圆周的向心力。
思考:某乘客坐在一辆车上,当车辆转弯时,他受到的向心力来自何处?
解答:人坐在座椅上,当车向左转弯时,由于人自身具有惯性身体会向右倾斜,座椅会对人有一个
向左的摩擦力,这个摩擦力提供了人的向心力。当车向其他方向转弯时同理。
例1.关于匀速圆周运动,下列说法正确的是(CD)
A、匀速圆周运动是一种匀速运动
B、匀速圆周运动是一种匀变速运动
C、匀速圆周运动是一种变加速运动
D、物体做圆周运动时其向心力不改变线速度的小
例2.分析下图中物体A、B
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