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6.2向心力
班级 小组 姓名
【学习目标】
1.知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源。
2.通过实验，理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向心力公式进行计算。
3.能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。
【重点难点】向心力大小与m、r、ω的关系，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.向心力：做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力。
2.向心力方向：始终指向圆心，总是与运动方向垂直。
3.向心力作用效果：只改变速度方向，不改变速度大小，因此向心力不做功。
4.向心力来源：向心力是根据力的效果命名，可是各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。
5.向心力的大小：F===r== =mωv。
6.变速圆周运动和一般曲线运动：物体做变速圆周运动时，若合外力方向与速度方向夹角小于900，此时把F分解为两个互相垂直的分力：跟圆相切的Ft和指向圆心的Fn，如图所示，其中Ft只改变v的大小，Fn只改变v的方向。若F与v的夹角大于900时，Ft使v减速，Fn改变v的方向。
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】空中飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，收到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？
重力、拉力；合力指向圆心。
（一）向心力。
1.光滑水平桌面上用细线牵引一小球处于静止状态，受什么力？现给小球一个与绳方向垂直的速度？小球做什么运动？受什么力 用剪刀剪断细线，小球如何运动？使小球做圆周运动的力指向何方？
重力、支持力；匀速圆周运动，重力、支持力、拉力；沿切线方向匀速直线运动，指向圆心。
【总结】
（1）什么是向心力？
做匀速圆周运动的物体所受的指向圆心的力。
（2）向心力方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变。
（3）向心力的作用效果是什么？
只改变速度方向，不改变速度大小。
2.向心力的理解
(1)向心力是一种性质力还是效果力？
效果力。
(2)向心力是恒力还是变力？为什么？
变力，方向时刻改变。
3.向心力来源分析
【例题1】如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体P一起运动，物体所受向心力是( B )
A．重力 B．弹力 C．静摩擦力 D．滑动摩擦力
【例题2】分析下面几种情况中做圆周运动的物块或小球向心力的来源是什么力？
（二）向心力的大小。
控制变量 探究内容
m、r相同，改变ω 探向心力F与角速度ω的关系
m、ω相同，改变r 探究向心力F与半径r的关系
ω、r相同，改变m 探究向心力F与质量m的关系
【实验】向心力演示器
【总结】F向=mω2r=m
【例题3】向心力演示器如图所示，本实验采用的实验方法是控制变量法。
(1)探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图中的乙（选填“甲”“乙”“丙”）；
(2)探究小球所受向心力大小与小球角速度之间关系是图中的甲（选填“甲”“乙”“丙”）；
(3)探究小球所受向心力大小与小球转动半径的关系是图中的丙（选填“甲”“乙”“丙”）。
（三）变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。
1.变速圆周运动的物体所受合力和向心力有什么区别？
合力不指向圆心；向心力指向圆心，是合力的一个分力。
2.一般曲线运动该如何处理了？
分段看成圆周运动。
【例题4】如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是（ C ）
A．汽车处于平衡状态 B．汽车的向心力由重力和支持力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供 D．汽车的向心力由支持力提供
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.★如果高速转动飞轮的重心不在转轴上，运行将不稳定，而且轴承会受到很大的作用力，加速磨损。如图飞轮半径r=20cm，OO/，为转轴。正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假象在飞轮的边缘固定一个质量m=0.01kg的螺丝钉p，当飞轮转速n=1000r/s时，转动轴O O/，受到的力多大？
2.★如图所示，游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。分析游客的受力情况，下列说法正确的是（ C ）
A．游客受重力、支持力、摩擦力和向心力
B．游客受到摩擦力方向与运动方向相反
C．游客受到摩擦力方向与运动方向相同
D．游客受到摩擦力方向指向圆心
【学后反思】
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
第五章圆周运动
F
Ft
Fn
O
Ft
Fn
F
O
●
r
物块随圆盘一起转动
漏斗内壁光滑
A
B
重力和拉力合力
重力和支持力合力
静摩擦力
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班级 小组 姓名
【学习目标】
1.知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源。
2.通过实验，理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向心力公式进行计算。
3.能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。
【重点难点】向心力大小与m、r、ω的关系，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源。
一、基础部分（课内组内对学、群学5分钟——展示、点评2分钟）
1.向心力：做 圆周运动的物体所受的指向 的力。
2.向心力方向：始终指向 ，总是与运动方向 。
3.向心力作用效果：只改变速度 ，不改变速度 ，因此向心力 。
4.向心力来源：向心力是根据力的 命名，可是各种性质的力，也可以是它们的 ，还可以是某个力的 。
5.向心力的大小：F= = = = = = 。
6.变速圆周运动和一般曲线运动：物体做变速圆周运动时，若合外力方向与 夹角小于900，此时把F分解为两个互相 的分力：跟圆 的Ft和指向 的Fn，如图所示，其中Ft只改变v的 ，Fn只改变v的 。若F与v的夹角大于900时，Ft使v减速，Fn改变v的 。
二、要点部分（程序：组内对学、群学8分钟—老师分配任务，小组探究3分钟—展示、点评12分钟）
【课堂探究】
【导入】空中飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，收到了哪些力？所受合力的方向有什么特点？
（一）向心力。
1.光滑水平桌面上用细线牵引一小球处于静止状态，受什么力？现给小球一个与绳方向垂直的速度？小球做什么运动？受什么力 用剪刀剪断细线，小球如何运动？使小球做圆周运动的力指向何方？
【总结】
（1）什么是向心力？
（2）向心力的方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向 ，方向时刻 。
（3）向心力的作用效果是什么？
2.向心力的理解
(1)向心力是一种性质力还是效果力？
(2)向心力是恒力还是变力？为什么？
3.向心力来源分析
【例题1】如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体P一起运动，物体所受向心力是( )
A．重力 B．弹力 C．静摩擦力 D．滑动摩擦力
【例题2】分析下面几种情况中做圆周运动的物块或小球向心力的来源是什么力？
（二）向心力的大小。
控制变量 探究内容
m、r相同，改变ω 探向心力F与角速度ω的关系
m、ω相同，改变r 探究向心力F与半径r的关系
ω、r相同，改变m 探究向心力F与质量m的关系
【实验】向心力演示器
【总结】F向=mω2r=m
【例题3】向心力演示器如图所示，本实验采用的实验方法是 。
(1)探究小球所受向心力大小与小球质量之间关系的是图中的 （选填“甲”“乙”“丙”）；
(2)探究小球所受向心力大小与小球角速度之间关系是图中的 （选填“甲”“乙”“丙”）；
(3)探究小球所受向心力大小与小球转动半径的关系是图中的 （选填“甲”“乙”“丙”）。
（三）变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。
1.变速圆周运动的物体所受合力和向心力有什么区别？
2.一般曲线运动该如何处理了？
【例题4】如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是（ ）
A．汽车处于平衡状态 B．汽车的向心力由重力和支持力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供 D．汽车的向心力由支持力提供
三、拓展部分（程序：课内独立完成拓展部分5分钟——小组交流4分钟——展示、点评、总结6分钟）
1.★如果高速转动飞轮的重心不在转轴上，运行将不稳定，而且轴承会受到很大的作用力，加速磨损。如图飞轮半径r=20cm，OO/，为转轴。正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假象在飞轮的边缘固定一个质量m=0.01kg的螺丝钉p，当飞轮转速n=1000r/s时，转动轴O O/，受到的力多大？
2.★如图所示，游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。分析游客的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．游客受重力、支持力、摩擦力和向心力
B．游客受到摩擦力方向与运动方向相反
C．游客受到摩擦力方向与运动方向相同
D．游客受到摩擦力方向指向圆心
【学后反思】
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第五章圆周运动
F
Ft
Fn
O
Ft
Fn
F
O
●
r
物块随圆盘一起转动
漏斗内壁光滑
A
B
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