5.6 向心力—人教版高中物理必修二学案.

导学案5-6 向心力（2课时）

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【核心素养】

1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力

2.体验向心力的存在，

3.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

4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系

【重点难点】理解向心力是一种效果力；向心力来源的分析。

【预习案】

1．某同学在光滑桌面上用细线拉着小球做匀速圆周运动。

思考：①小球做圆周运动时，牵绳的手有什么感觉?

②对上面小球受力分析，说明向心力的来源。

③如果突然松手，将会发生什么现象？

2．一个2.0kg的物体在半径是1.6m的圆周上以4m/s的速率运动，向心加速度多大？

所需向心力多大？

总结：

1、做匀速圆周运动的物体具有，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于物体指向

的合力，这个合力叫做。

2、把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律得向心力的表达式F n= =

【探究案】

合作探究一：向心力来源

★对物体进行受力分析，说明向心力的来源

（1

）向心力的来源： （2）向心力的来源：

（3）向心力的来源： （4）向心力的来源：

总结：向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种 来命名的，它是根据 来命名的。

合作探究二：决定向心力大小的因素：

1、依据牛顿第二定律，结合向心加速度公式，写出匀速圆周运动物体的向心力公式？并分析其大小与哪些因素有关？

2、如图所示，长0.40m 的细绳，一端拴一质量为0.2kg 的小球，在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动，若运动的角速度为5.0rad/s ，求绳对小球需施多大拉力？

物块随圆盘一起匀速转动

汽车在水平公路上匀速转弯

漏斗内壁光滑

物块随圆筒一起绕轴匀速转动

3、如图所示，细线长为L ，小球质量为m ，使小球在水平面内做圆锥摆运动，细线与竖直方向的夹角为 。求：

（1）小球做匀速圆周运动的线速度大小 （2）小球做匀速圆周运动的角速度

合作探究三：变速圆周运动合力的分解及效果

1、现有一物体做变速圆周运动，如图所示，试着作图分析合力F 产生哪两个作用效果： 效果一： 效果二：

总结：做变速圆周运动的物体，根据它所受合力F 产生的效果，可以把F 分解为两个相互垂直的分力；跟 的分力和 的分力

产生 的加速度，这就是 。

切向加速度描述物体速度 改变的快慢，F n 产生 的加速度，这就是 。向心加速度描述物体速度 改变的快慢

2、运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。研究时，可将曲线分割为许

F

v

O

L

m

θ

多极短的小段，每一段均可看作 ，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了

【训练案】

1、下列关于做匀速圆周运动的物体的说法中，正确的是（ ）

A.物体除受其他的力还要受到一个向心力的作用

B.物体所受的合外力提供向心力

C.所受的向心力是一个恒力

D.所受的向心力大小一直在变化 2、【多选】关于向心力，下列说法正确的是 ( ) A.向心力是一种效果力

B.向心力是一种具有某种性质的力

C.向心力既可以改变线速度的方向，又可以改变速度的大小

D.向心力只改变线速度的方向，不改变线速度的大小

3、如图所示，将一质量为m 的摆球用长为L 的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，则关于摆球A 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 ．摆球受重力和拉力

D ．摆球受重力和向心力的作用

4、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止,则( )

A.物体受到4个力的作用

B.物体所受向心力是物体所受的重力提供的

C.物体所受向心力是物体所受的弹力提供的

D.物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的

5、在一段半径为R 的圆弧形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重力的

μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是( )

A.gR v μ≤

B.μ

gR

v ≤

C.gR v μ2≤

D. gR v μ≤

导学案5-6 向心力（2课时）参考答案

【预习案】

1．某同学在光滑桌面上用细线拉着小球做匀速圆周运动。

思考：①小球做圆周运动时，牵绳的手有什么感觉?

【受到绳子的拉力作用，手被绳子拉扯。】

②对上面小球受力分析，说明向心力的来源。

【受力分析可知，向心力由绳子拉力提供】

③如果突然松手，将会发生什么现象？

【沿切线方向做匀速直线运动】

2．一个2.0kg的物体在半径是1.6m的圆周上以4m/s的速率运动，向心加速度多大？

所需向心力多大？

【解析：a n=10m/s2； Fn=20N】

总结：

1、做匀速圆周运动的物体具有合力，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于物体指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。

2、把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律得向心力的表达式F n= m a n = mv2/r

【探究案】

合作探究一：向心力来源

★对物体进行受力分析，说明向心力的来源

汽车在水平公路上匀速转弯漏斗内壁光滑