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第章 了解向心力、向心加速度的概念了解向心力与哪些因素有关,能进行简单的计算知道向心力是以命名的,可以是合力,也可以是分力熟悉和了解向心力公式和向心加速度公式v、ω、T、n是否改变?(ω、T、n不变,v大小不变、方向变。)
师:匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称,它是一种变速运动。
二、新课学习
第一环节 物体做曲线运动的条件
[创设情景] 播放录像:垂直过山车的运动。
[提出问题] 1、请同学们说说过山车都做了哪些不同性质的运动? (匀速直线运动、匀加速直线运动、匀减速直线运动、曲线运动、圆周运动等)
2、大家考虑一下物体作直线运动的力学条件是什么?直线运动:F与V共线F合 与V不共线
定义:在向心力作用下物体产生的加速度叫做向心加速度.
2、向心加速度的方向:与向心力方向相同,总是沿半径指向圆心,每时每刻在不断地变化.且与线速度方向垂直。
3、大小:a= rω2,等
4、物理意义:表示线速度方向变化的快慢
5、匀速圆周运动是变加速运动。
练习几道简单的练习例题
第二课时
向心力的来源
圆周运动中的临界问题
09版
首先请大家看一个链球比赛的片段。
链球做什么运动?
链球为什么会做圆周运动?后来为什么又飞了出去?
(学生愿意说就让学生说,不愿意说就点名,点稍为有数点的好学生)先找学生说说看。预想:因为人用链子拴住它用力甩;后来松了手,这个力没了。
师:看来物体作圆周运动是要满足一定的条件的。这节课我们就来学习物体做圆周运动需要怎样的条件?
实际上,圆周运动是一种很常见的运动。出示图片。而这些物体做圆周运动的条件基本上都是一样的。下面我们选取两个典型的例子来分析一下。我们从最简单的平面圆周运动入手。
我这里有两个小钢球,你们有没有办法让他们在水平面上做圆周运动?
让学生代表上来试一试(先找学生试试,节省时间。学生不愿意主动上来的话就点名。搭一个凳子在桌子上,放一块板子演示较清楚)
刚才两个小球所做的圆周运动都有摩擦力存在,如果摩擦力足够小,可以忽略不计,则两个小球的运动可以看作匀速圆周运动,我们要研究的就是匀速圆周运动。
为什么两个小球可以做圆周运动?被绳子拉住了;被玻璃碗罩住了。【学生可能七嘴八舌地说】大家说的都有道理,小球之所以能作匀速圆周运动,是和它的受力情况有关的。一起分析,得出合力就是弹力,小球就是在这样的受力情况下做匀速圆周运动。思考一个问题:
也就是说绳子对它施加力了。下面我们就分析一下小球的受力情况:重力、支持力、拉力(假设没有摩擦力)。画出俯视图分析得出合力就是拉力。
对碗里的小球进行受力分析。重力、支持力1、支持力2(假设没有摩擦力)。画出俯视图分析得出合力就是支持力2。对支持力N2教师可以用乘车时转弯的体验来解释。
学生讨论,完成任务单,派代表上台汇报。可以在位子上说。
大家做得都不错。现在还有一个问题需要大家思考。在刚才的演示实验中,如果突然拿走烧杯或松开手,小球的运动会怎样?
【飞出去,作直线运动】
那么,拿走烧杯或松开手相当于撤去了哪个力?【器皿壁和绳对小球的弹力】
因此,我们可以说是弹力使小球做匀速圆周运动。那么在小球做匀速圆周运动时这个弹力的方向有什么特点?【学生说不出就播放课件】
点名回答:弹力方向始终指向圆心,并与速度方向垂直。
在刚才的受力分析时我们已经知道了:这个弹力就是小球受力的合外力。现在,大家来想想看:物体做匀速圆周运动的条件是?需要一个始终指向圆心的力,把这个力就叫做向心力。
也就是说,作匀速圆周运动的物体所受的合力始终指向圆心,叫做向心力,只有满足这个条件物体才能做匀速圆周运动。
向心力的来源:可以由重力、弹力、摩擦力等提供.总之是物体所受的合外力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力.
下面我们从几个方面来加深对向心力的理解:
1)方向始终指向圆心,且与该点的线速度方向垂直,是变力。(因为方向时刻在改变,所以是变力)学生回答不出就得画图示意一下。
2)作用效果:只改变线速度的方向,不改变线速度的大小(因为和线速度方向垂直)
3)是物体所受的合外力,不是一个额外的力
4)是以作用效果命名的力
5)没有向心力物体就不能做匀速圆周运动
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