6.2.2 向心力 導(dǎo)學(xué)案 -2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

286.2.2向心力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．通過復(fù)習(xí)回顧受力分析的步驟，能對(duì)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析。2．通過實(shí)驗(yàn)演示，能總結(jié)出向心力的表達(dá)式，并會(huì)計(jì)算具體情境中的向心力。【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：在具體情境中進(jìn)行受力分析，并計(jì)算向心力。難點(diǎn)：探究向心力大小的表達(dá)式。【高考鏈接】如圖所示，長為l的輕質(zhì)細(xì)線固定在O1點(diǎn)，細(xì)線的下端系一質(zhì)量為m的小球，固定點(diǎn)O1的正下方0.51處的P點(diǎn)可以垂直于豎直平面插入一顆釘子，現(xiàn)將小球從細(xì)線處于水平狀態(tài)由靜止釋放，此時(shí)釘子還未插入P點(diǎn)，在B點(diǎn)右下方水平地面上固定有一半徑為R=516l的光滑圓弧形槽，槽的圓心在O2，D點(diǎn)為最低點(diǎn)，且∠CO2D=37°，重力加速度為（1）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）如果釘子插入P點(diǎn)后，小球仍然從A點(diǎn)靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，繩子恰好被拉斷，求繩子能承受的最大拉力；（3）在第（2）問的情況下，小球恰好從槽的C點(diǎn)無碰撞地進(jìn)入槽內(nèi)，求整個(gè)過程中小球?qū)Σ鄣淖畲髩毫?［解析］（1）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度為vB，由A到B應(yīng)用動(dòng)能定理，mgl=12m（2）插入釘子后，小球再次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)有F解得繩子能承受的最大拉力F=5mg.（3）小球從B點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好沿軌道切線方向，即vC=vBcos?在D點(diǎn)有F解得槽對(duì)小球的支持力F由牛頓第三定律得小球?qū)Σ鄣淖畲髩毫镕N［答案］(1)2gl（2）5mg（3）11.4mg29【學(xué)習(xí)過程】一、自主學(xué)習(xí)1．向心力的表達(dá)式Fn2．空中飛椅的受力分析：將空中飛椅簡(jiǎn)化成一根繩子系住一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。該質(zhì)點(diǎn)受到的力包括：。在下圖中畫出力的示意圖。將力分解，在豎直方向上，受力是否平衡？。在水平方向上受力是否平衡？。質(zhì)點(diǎn)所受合力：F合=。合力與向心力二、合作學(xué)習(xí)1．用長為1細(xì)繩系住一個(gè)質(zhì)量為m小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。（1）分別畫出該球在最低點(diǎn)A、最高點(diǎn)B、與圓心水平的點(diǎn)C三處的受力示意圖。（2）分別寫出該球在A、B、C處向心力的表達(dá)式。三、當(dāng)堂檢測(cè)1．如圖所示，細(xì)繩的一端固定于0點(diǎn)，另一端系一個(gè)小球，在0點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子A，已知AO的距離為繩長的13。小球從一定高度擺下。已知當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰前的一瞬間，繩子的張力為小球重力的2四、課堂小結(jié)總結(jié)分析圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受向心力的一般步驟，并畫出本節(jié)課知識(shí)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖。五、課后作業(yè)1．如圖所示是游樂園轉(zhuǎn)盤游戲，游客坐在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤上，與轉(zhuǎn)盤相對(duì)靜止，關(guān)于他們的受力情況和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，下列說法中正確的是（）A.游客在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中處于平衡狀態(tài)B.受到重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用C.游客受到的靜摩擦力方向沿半徑方向指向圓心D.游客相對(duì)于轉(zhuǎn)盤的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)與其運(yùn)動(dòng)方向相反2．（多選）如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁（豎直）上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動(dòng)而未滑動(dòng)，下列說法正確的是（）A．物體受到4個(gè)力的作用，分別是重力、彈力、摩擦力和向心力B．物體受到3個(gè)力的作用，