物理6.向心力学案设计

§5.10向心力2 (预习案)

【预习目标】

1. 理解向心力公式的含义，并能用来进行简单的计算。
2. 知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力，知道合外力的作用效果。

【预习内容】

１.向心加速度公式：ａ＝         ＝        ＝          

向心力公式： F＝         ＝        ＝          

２.向心力的定义                                                                                

                                                                        。

３.变速圆周运动的向心力的来源？

【预习自测】

1.如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是（    ）。

A．重力、支持力

B．重力、向心力

C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力   

D．重力、支持力、向心力、摩擦力

2.质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在O点正下方L/2处有一光滑的钉子O/，把小球拉到与O/在同一水平面的位置，摆线被钉子拦住，如图所示，将小球从静止释放，当球第一次通过最低点P的瞬间：

A．小球速率突然减小                

B．小球角速度突然减小

C．小球的向心加速度突然减小  

D．摆线上的张力突然减小

3. 如图质量为25kg的小孩坐在秋千板上，小孩离拴绳子的栋梁2.5m．如果秋千板摆到最低点时，速度为3m/s，问小孩对秋千板的压力是多大？

【我的疑惑】

探究案

【学习目标】

１.理解向心力的来源，并能用向心力公式来进行计算。

２.知道变速圆周运动中向心力的来源，知道合外力的作用效果。

【学习重点】

1．理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．理解向心力的来源，并能用来进行计算。

【方法指导】 自主学习、交流讨论、自主归纳、练习

【合作探究】

１．变速圆周运动的向心力

引导１：匀速圆周运动向心力的来源

引导２：变速圆周运动向心力的来源

（1）做变速圆周运动的物体一定有加速度吗？为什么？

（2）做变速圆周运动的物体的加速度有什么特点？写出向心加速度的公式。

（3）做变速圆周运动的物体受力有什么特点？受力的方向和大小如何确定？（阅读教材Ｐ24页）

结论：径向力Fn：只改变速度的方向；

      切向力Ft：只改变速度的大小。

【巩固练习】

一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由Ｍ向Ｎ行驶，速度逐渐减小．图中A、B、C、D分别画出了汽车转弯时所受合力Ｆ的四种方向，你认为正确的是哪个（    ）

2． 向心力公式的应用

【例】一根原长L=0.1m的轻弹簧，一端挂质量m=0.5kg的小球，以另一端为圆心在光滑水平面上做圆周运动，角速度w=10rad/s。已知弹簧的劲度系数k=100N/m，求小球受到的向心力大小。

【巩固练习】

质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点及端点，当棒在光滑的水平面上绕O点匀速转动时，如图所示。求棒的OA段及AB段对球的拉力之比。

训练案

1．一个小球在竖直放置的光滑圆环内槽里做圆周运动，则关于小球加速度方向的描述正确的是                                                               （      ）

A．一定指向圆心                    B．一定不指向圆心

C．只在最高点和最低点时指向圆心    D．不能确定是否指向圆心

2．作匀速圆周运动的物体，其加速度的数值必定  （      ）

A．跟其角速度的平方成正比     B．跟其线速度的平方成正比

C．跟其运动的半径成反比       D．跟其运动的线速度和角速度的乘积成正比

3．质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么     （       ）

Ａ．下滑过程中木块加速度为零      B．下滑过程中木块所受合力大小不变

C．下滑过程中木块受合力为零      D．下滑过程中木块所受的合力越来越大

4. 现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施。“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开.当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害.设“魔盘”转速为6转/分，一个体重为30 kg的小孩坐在距离轴心1 m处（盘半径大于1 m）随盘一起转动（没有滑动）.这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力提供的。

5.水平面内放置一原长为L的轻质弹簧，一端固定，另一端系一小球，当小球在该水平面内做半径为1.2L的匀速圆周运动时，速率为V1；当小球作半径为1.5L的匀速圆周运动时，速率为V2，若弹簧未超过弹性限度，求V1和V2 的比值。