物理必修ⅱ人教新课标5.6向心力教案

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第五章 曲线运动 第六节 向心力
一.学习目标:
(一)课标要求
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.知道向心力是效果力,理解力是产生加速度的原因,理解做圆周运动供等于需的思想. (二)重、难点
1.明确向心力的意义、作用、公式及其变形.
2.理解向心力是效果力是某个力或几个力沿半径方向的合力提供的。

二.巩固基础:
1.关于向心力,以下说法正确的是( )
A .向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果来命名的
B .向心力就是做圆周运动的物体所受的合力
C .向心力是线速度方向变化的原因
D .向心力是线速度大小变化的原因
2.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
3 .如图所示,在光滑水平玻璃板面上,一质量为 m 的小球在绳的拉力作用下绕固定点O 做半径为 r 的匀速圆周运动,线速度的大小为 v ,下列说法正确的是( ) A .绳子的拉力为恒力,其大小为
r
v m 2
B .小球的重力与水平面的弹力相抵消,绳子的拉力提供小球的向心力,大小为
r
v m 2 C .小球所需的向心力为mvr
D .向心加速度恒定不变,其大小为r
v 2
4. 如图所示的圆锥摆中,摆球在水平面上作匀速圆周运动,关于摆球的受
力情况,下列说法中正确的是( ) A .摆球受重力、拉力和向心力的作用 B .摆球受拉力和向心力的作用 C .摆球受拉力和重力的作用 D .摆球A 受重力和向心力的作用
5
.一个物体紧贴圆筒的内壁随圆筒一起做匀速圆周运动,如图所示,提供
O
物体做匀速圆周运动的向心力是 ( )
A .重力
B .弹力
C .静摩擦力
D .滑动摩擦力
6.如图所示,轻绳一端系一小球,另一端固定于O 点,在O 点正下方的P 点钉一颗钉子,使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ,然后由静止释放小球,当悬线碰到钉子时(速度大小保持不变) ( ) A.小球的角速度不变 B.小球的向心加速度不变 C.小球的向心力突然变大 D.悬线所受的拉力不变
7
F 及摩擦力F f 的示意图(O 为圆心),其中正确的是( )
8.如图所示,小车下面用长为L=3m 的钢丝绳吊着质量为m=3.0×103kg 的货物,以速度v =2m/s 水平匀速行驶。

小车突然刹车并立即停止,此时钢丝绳受到的拉力是多少?(g=10m/s 2

三.提升能力:
9.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A 和B ,在各自不同的水平面上做匀速圆周运动,以下说法正确的是( )
A. V A >V B
B. ωA >ωB
C. a A >a B
D.压力N A =N B
10.如图所示,A 、B 、C 三个小物体放在水平旋转的圆盘上,它们与圆盘间的最大静摩擦力与其重力成正比,比例系数均为k.已知m A =2m B =2m C ,r C =2r A =2r B ,圆台以角速度ω旋转时,A 、B 、C 均没有滑动,则( ) A.C 的向心加速度最大 B.B 所受静摩擦力最大
C.当圆盘转速逐渐增大时,C 比B 先开始滑动
D.当圆盘转速逐渐增大时,A 比B 先开始滑动
11.在一宽阔的马路上,司机驾驶着汽车匀速行驶,突然发现正前方有一堵墙,为了避免与
墙相撞,试分析说明他是紧急刹车好还是转弯好?(设汽车转弯时做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。


四.感悟经典:
例题:(2011安徽)一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。

如图(a )所示,曲线上的A 点的曲率圆定义为:通过A 点和曲线上紧邻A 点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A 点的曲率圆,其半径ρ叫做A 点的曲率半径。

现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度v 0抛出,如图(b )所示。

则在其轨迹最高点P 处的曲率半径是( ) A .
2
0v g
B .
22
0sin v g
α
C .
220cos v g α D .220cos sin v g αα
解析:物体在其轨迹最高点P 处只有水平速度,其水平速度大小为v 0cos α,根据牛顿第二定律得
20(cos )v a mg m
ρ
=,所以在其轨迹最高
点P 处的曲率半径是
220cos v a g
ρ=
,C 正确。

第六节 向心力
一.巩固基础:
1.AC
2.D
3.B
4.C
5.B
6.C
7.C
8.解:刹车后,m 以o 为圆心在竖直平面内做圆周运动,物体受力分析如图示 刹车时,物体的速度大小仍为V=2m/s n
F mg F -=-------------①
图(a ) 图(b )
O G
F
2n v F m
L
=--------------------②
由①②得:F=3.4x104N
二.提升能力: 9.AD 10.AC
11解:设汽车的速度为v 0,质量为m ,重力加速度为g ,滑动摩擦因数为μ。

刹车时:
22
02v v as -=------------------------①
F ma =---------------------------------②
a g μ=----------------------------------③ 由①②③得:
20
2v s g
μ=
转弯时:汽车的转弯半径小于车到墙的距离 max n f F =-------------------------①
max f mg μ=----------------------②
20
n v F m
r
=---------------------------③ 由①②③得:
20v s g
μ=
s r <故刹车好。

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