高中物理必修二 匀速圆周运动的向心力和向心加速度课件22张PPT (2)

【教学目标】
物理观念：理解向心力的概念，知道物体做匀速圆周和
变速圆周运动时合外力与向心力的关系；
科学思维：会分析向心力的来源；
科学探究：通过实验体验向心力的存在，并验证向心力的表达
式，会测量、分析实验数据，并得出实验结论；
科学态度与责任：通过实验提高学生学习物理的兴趣，培养学
生实事求是的科学态度。
【教学重点】
1、理解向心力的概念和公式的确切含义；
2、通过圆锥摆实验验证向心力的表达式；
【教学难点】
圆锥摆实验的原理及数据的测量
【教学过程】
一、观看视频，引入新课
用细绳拉住玩具车，车做匀速圆周运动，松开绳子玩具车做直线运动。
问题1：玩具车为什么能沿圆周运动？
二、新课教学
(一)向心力
问题2：①小球受到哪些力？画出受力分析图；
②小球在任意位置的合力方向及特点？
1、定义：做匀速圆周运动的物体，受到的指向圆心方向的
合力，这个合力叫向心力。
2、特点：
方向：始终指向圆心，与速度方向垂直，时刻变化
效果：只改变线速度的方向不改变速度的大小
（一）向心力
演示1：将一物块放在转盘上，转动转盘， 逐渐加快
转速，观察现象，思考向心力的来源。
(一)向心力
分析向心力的来源
小结：
①向心力可以是某一个力（重力、弹力、摩擦力等）或几个
力的合力，也可以是某个力的分力；
②向心力是根据效果命名的，并不是一个多出来的新力，受
力分析时不能多出这个力。
演示2：将两个相同的物块放在圆盘的
不同位置， 如图所示，逐渐增加
转速，观察现象。
问题4：为什么离圆心远的物块先被甩出去?
提出猜想：向心力的大小可能与哪些因素有关?
(一)向心力
(二)向心力的大小
根据向心加速度的表达式和牛顿第二定律推导出向心力的表达式：
（三）学生实验（2）：
利用圆锥摆验证向心力的表达式
1、请同学们从受力和运动两个角度推导出
小球的向心力表达式；
2、本实验中要验证的关系式；
3、实验中要测量哪些物理量？如何测得？
要验证的关系式：
F合=F向
要测量的物理量：h 和T
数据记录
演示3：用玩具小风扇带动小球做变速
圆周运动注意观察细绳的方向。
(四)变速圆周运动和一般的曲线运动
问题7：
①变速圆周运动的合力也指向圆心吗？
②变速圆周运动的合力的作用效果？
③怎样处理一般的曲线运动？
（1）变速圆周运动所受的合外力产生两个效果：
产生切向加速度改变速度大小.
产生向心加速度改变速度方向.
①半径方向的分力Fn：
②切线方向的分力Ft：
匀速圆周运动
变速圆周运动
合外力提供向心力
合外力不指向圆心
匀速圆周运动与变速圆周运动所受合外力的区别？
（2）处理一般曲线运动的方法：
r1
r2
三、课堂练习
1、（多选）关于向心力，下列说法中正确的是（　　）
A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的
C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力
D．做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合外力充当向心力
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三、课堂练习
2、游乐场的悬空旋转椅，可抽象为如图所示的模型．一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L′=7.5m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ=37°时，（取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：该装置转动的角速度？
四、总结反思
1、向心力的定义；
2、向心力的作用效果；
3、向心力的大小和方向；
4、匀速圆周运动和变速圆周运动的动力学特点。
板 书 设 计
§5.6 向心力
4、变速圆周运动
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谢谢