1、35第五章 曲線運動5.1 曲線運動一：教學目標1 、知道什么是曲線運動。2 、知道曲線運動中瞬時速度的方向， 能在曲線的軌跡圖上畫出各點的速度 方向3、理解曲線運動是一種變速運動。4、知道物體做曲線運動的條件。能運用牛二分析曲線運動的條件，掌握 速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系5、通過實驗歸納做曲線運動的條件是所受合外力的方向與它的速度方向 不在一條直線上。二、重點難點重點：曲線運動中的速度方向和物體做曲線運動的條件。 難點：理解并掌握物體做曲線運動的條件。三、教學過程探究 1：什么是曲線運動？舉例：正在打磨工件的砂輪；運動員投出的鏈球；美國NMD TMD導彈防御系統(tǒng)攔截的導彈；人造

2、地球衛(wèi)星繞地飛行；繞核運動的電子；飛行的鐵餅, 在實際生活中， 曲線運動是普遍發(fā)生的。 曲線運動有什么特點？物體為什 么會做曲線運動？本節(jié)課我們就來學習這些問題。探究 2：曲線運動的速度方向1 、提問：曲線運動與直線運動有什么區(qū)別？運動軌跡是曲線。速度方向時刻改變2、曲線運動的速度方向【多媒體】（1）、在砂輪上磨刀具時，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的切線方向飛出； （見課件）（2）、撐開的帶有水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn)，傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周 的切線方向飛出。【演示實驗】課本P 2的圖5 . 1 . 3實驗問1:剛球在軌道的束縛下做什么運動？（曲線運動）問2:怎樣才能確定剛球的軌跡？（可在軌道

3、下面放一張白紙，讓剛球蘸 上墨水）問3:白紙上的墨跡與軌道有什么關系？（墨跡所在的直線是軌道末端的 切線）問4:曲線運動中物體的速度是否變化？（變化）總結：曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點（或某一時刻） 的速度的方向是在曲線的這一點的切線方向。（3）、推理：a：速度是矢量，既有大小，又有方向。b :只要速度的大小、方向中的一個或兩個同時變化，就表示速度矢量發(fā)生 了變化，也就是具有加速度。C:曲線運動中速度的方向時刻在改變，所以曲線運動是變速運動。問5:曲線運動一定是變速運動，變速運動一定是曲線運動嗎？（不一定）問6:如果沒有地球的引力，那么世界將是什么樣子？過渡：那么物體在什么條

4、件下才做曲線運動呢？探究3:物體做曲線運動的條件（1）分析直線運動的條件： 勻速直線運動 勻加速直線運動 自由落體運動 勻減速直線運動 豎直上拋運動 結論：物體作直線運動的條件是物體所受的合外力（加速度）的方向 與速度的方向在同一條直線上。（2）分析曲線運動的條件： 【演示實驗】（投影儀顯示）一個在水平面上做直線運動的鋼珠，如果從旁 邊給它施加一個側(cè)向力，它的運動方向就會改變，不斷給鋼珠施加側(cè)向力，或 者在鋼珠運動的路線旁放一塊磁鐵，鋼珠就偏離原來的方向而做曲線運動。歸納得到：當運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上 時，物體就做曲線運動。【討論】 做曲線運動的物體， 其加速度的方

5、向跟它的速度方向是否一致？ 對照物體做直線運動的條件：當物體所受的合外力方向跟它的速度方向在 同一直線上時，物體做直線運動。【看書】拋出的石子，飛行的人造衛(wèi)星為什么做曲線運動？ 用牛頓第二定律分析物體做曲線運動的條件： 當合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時，產(chǎn)生的加速度也在這條 直線上，物體就做直線運動。如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上，產(chǎn)生的加速度就和速度成 一夾角，這時，合力就不但可以改變速度的大小，而且可以改變速度的方向， 物體就做曲線運動。課堂練習：課本P4練習一（1）、（2）、（3）鞏固練習1. 物體在力Fl、F2、F3的共同作用下做勻速直線運動，若突然撤去外力 Fl,

6、則 物體的運動情況是A、 必沿著Fi的方向做勻加速直線運動（CD）B、必沿著Fi的方向做勻減速直線運動C、不可能做勻速直線運動D、可能做直線運動，也可能做曲線運動2. 關于曲線運動，下列說法正確的是：（B）A. 曲線運動一定是變速運動，速度大小一定是變化B. 曲線運動中的加速度一定不為零，但可以恒定不變C. 曲線運動中的物體，不可能受到恒力作用D. 在平衡力作用下的物體，可以做曲線運動3做曲線運動的物體，在運動過程中，一定變化的物理量是（B）A.速率B.速度C.加速度D.合外力4. 如圖所示，物體在恒力的作用下沿從A曲線運動到B,此時突然使力反向，物 體的運動情況是（C）B、物體可能沿直線Bb

7、運動A、物體可能沿曲線Ba運動C、物體可能沿曲線Bc運動5. 下列關于力和運動的說法中正確的是（D）A、物體在恒力作用下不可能做曲線運動B、物體在變力作用下不可能做直線運動C、物體在變力作用下不可能做曲線運動D、物體在變力作用下可能做曲線運動6. 某物體受同一平面內(nèi)的幾個力作用而做勻速直線運動，從某時刻起撤去其 中一個力，而其它力沒變，則該物體 （BCD）A、可能做勻速直線運動B、可能做勻加速直線運動C、可能做勻減速直線運動D、可能做勻變速曲線運動課堂小結1、運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。2 、曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點的瞬時速度的方向在曲線的這一點的切線方向上。3 、當

8、運動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體就 做曲線運動。5.2 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動一、教學目標1、知道物體的運動軌跡不是直線時，需要建立平面直角坐標系進行研究2、在一個具體問題中能區(qū)分實際運動和分運動； 知道實際運動和分運動是 同時發(fā)生的，并且互不影響。3、經(jīng)歷蠟塊運動位置、軌跡的研究過程，體會其中所用的數(shù)學方法4、初步認識運動的合成和分解遵循平行四邊形定則。5、會用作圖法和直角三角形知識解有關位移和速度的合成、分解問題。二、重點難點 重點：理解運動的合成和分解的意義和方法，對一個運動能正確地進行合 成和分解。難點：具體問題中合運動和分運動的判定。三、教學過程（一）、導入新課

9、對于直線運動，我們可以沿這條直線建立一個一維直線坐標系，那么研究 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動時，可以選擇平面直角坐標系來研究質(zhì)點的位置、軌跡、 速度問題復習：勻變速直線運動的位移和速度的表達式 （x=v 0t+1/2at2 和 v=v0+at） 問：物體的位移和速度可以看成是哪兩部分組成的？曲線運動是一種復雜運動， 我們可以把復雜的運動等效地看成是兩個簡單的運 動的組合，這樣就能夠從簡單問題入手去解決復雜的問題。本節(jié)課我們就來學 習一種常用的方法運動的合成和分解。二）、新課教學1認識質(zhì)點在平面內(nèi)的運動課本演示實驗a、在長約80 100cm 端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個由紅蠟 做成的小圓柱體R（

10、要求它能在水中大致勻速上浮），將管的開口端用膠塞塞緊。b、將此玻璃管緊貼黑板豎直倒置，蠟塊就沿玻璃管勻速上升，做直線運動, 記下它由A移動到B所用的時間。C、然后，將玻璃管重新倒置，在蠟塊上升的同時，將玻璃管水平向右勻 速移動，觀察蠟塊的運動，將會看到它是斜向右上方移動的，經(jīng)過相同的時間, 它由A運動到C:問1:若蠟塊在玻璃管中不動，讓玻璃管沿水平勻速移動，以黑板為背景， 蠟塊是靜止的嗎？（不是，做水平勻速運動）問2:若在蠟塊上升的同時，將玻璃管水平向右勻速移動，以黑板平面為參 考系，蠟塊向什么方向運動的？其軌跡是什么？（右上方運動，軌跡是斜右上 方的一條直線）問3:為什么談到蠟塊的運動總是要

11、以黑板為背景？（對同一參考系）紅蠟塊可看成是同時參與了下面兩個運動： 在玻璃管中豎直向上的運動（由A到B）和隨玻璃管水平向右的運動（由 A到D）。紅蠟塊實際發(fā)生的運動（由A到C）是這兩個運動合成的結果。小結：什么是分運動和合運動叫做（1）紅蠟塊沿玻璃管在豎直方向的運動和隨管做的水平方向的運動, 分運動。紅蠟塊實際發(fā)生的運動叫做合運動。（2）合運動的位移（速度）叫做合位移（速度） 分運動的位移（速度）叫做分位移（速度）分運動和合運動的關系等效性：分運動和合運動是一種等效替代關系，即各分運動疊加起來 與合運動有完全相同的效果。等時性：分運動和合運動是同時開始，同時進行，同時結束。獨立性：一個物體同

12、時參與幾個分運動時，各分運動是各自獨立的，互 不干擾，任何一個方向的運動都不會因為其他方向運動的存在而受到影響。2、探究質(zhì)點在平面內(nèi)運動的規(guī)律問1：上面的實驗中，蠟塊的位置怎樣確定？ （ X=Vxty=Vyt）問2:蠟塊的軌跡是怎樣的？（ y=VyX./vx是一條過原點的直線）問3:若把蠟塊換為軟木塞，運動軌跡如何呢？問4:如何計算蠟塊的速度?復習：力的合成與分解所遵循的規(guī)律運動的合成和分解(1)分運動冷運動的含成 運動的分解（2）運動的合成和分解遵循平行四邊形定則（3）運動的合成是唯一的，而運動的分解是無限的，在實際問題中通常按效果來進行分解例題分析： 一架飛機沿斜向上 30 方向做勻加速直

13、線運動，初速度是100m/s，加速度是10m/s2，經(jīng)過4s，飛機在豎直方向上升高的距離是多少？3、由分運動判斷合運動的軌跡問1:若物體在一個方向上的分運動是勻速直線運動，在與它垂直方向的分運動是勻加速運動，合運動的軌跡是怎樣的？問2:兩個直線運動的合運動一定是直線運動嗎？（不一定）小結:1、兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動。2、一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動仍然是勻變速運動， 當兩者共線時為勻變速直線運動，當兩者不共線時為勻變速曲線運動。3、判斷合運動軌跡的關鍵是看合加速度的方向與合速度的方向是否在同一 條直線上，若二者在同一條直線上，物體做直線運動；若二者不在同一條

14、直線 上，物體做曲線運動。討論:兩個勻變速直線運動的合運動是什么運動？有沒有是直線運動的可 能？5.3 平拋物體的運動一、教學目標1、知道什么是拋體運動， 知道拋體運動是勻變速曲線運動， 知道什么是平 拋運動2、知道平拋運動的特點是初速度方向為水平，在豎直方向只受重力作用， 是勻變速運動，軌跡是一條拋物線3、理解平拋運動的規(guī)律，會用運動的合成與分解的方法分析平拋運動， 會確定平拋運動的速度4、知道分析一般拋體運動的方法一一運動的合成與分解二、重點難點重點 ：分析歸納拋體運動的規(guī)律難點 ：應用數(shù)學知識分析歸納拋體運動的規(guī)律三 、教學過程（一）導入新課 ：列舉學生熟知的拋體運動，問1:用手拋出的小

15、石塊若初速度沿豎直方向， 運動軌跡是怎樣的？若初速度與豎直方向有一定的夾角，運動軌跡怎樣？若初 速度是沿水平方向的，運動軌跡怎樣？問2:用手拋出的小鋼球做什么運動？ 用手拋出的紙飛機又做什么運動？引出拋體運動和平拋運動的概念拋體運動物體以一定的速度拋出，在空氣阻力可以忽略的情況下，物 體只受重力的作用平拋運動將物體用一定的初速度沿水平方向拋出，不考慮空氣阻力， 物體只在重力作用下所做的運動問:用槍水平地射出一顆子彈，子彈將做什么運動，這種運動具有什么特 點，本節(jié)課我們就來學習這個問題。（二）拋體的位置1、以平拋運動為例，為了確定物體的位置請問：（1）應該沿什么方向建立坐標系？ （2）應以哪個位

16、置作為坐標原點？（沿水平向右和豎直向下建立 坐標系，并取球剛被水平拋出的瞬間作為坐標原點）問：物體在水平方向的受力情況怎樣？該方向物體的速度怎樣變化？物體在該 方向的分運動是什么性質(zhì)的運動？（不受外力，速度不變，勻速直線運動X=Vot ）問：豎直方向情況如何？（只受重力作用，豎直方向初速度為0;自由落體運動y=l/2gt2）平拋運動的分解：做平拋運動的物體，在水平方向上由于不受力，將做勻速直線運動；在豎直方向上物體的初速度為0,且只受到重力作用，物體做自由落體運動。加速度等于g（三）拋體的軌跡舉例：用力打一下桌上的小球，使它以一定的水平初速度離開桌面，小球 所做的運動就是平拋運動，并且我們看見

17、它做的是曲線運動。分析：平拋運動為什么是曲線運動？（因為物體受到與速度方向成角度的重力作用）以拋出點為坐標原點，水平方向為 X軸（正方向和初速度Vo的方向相同），豎直方向為y軸，正方向向下，則物體在任意時刻 t的位置坐標為X 二 Vt1 t2 皆2gt該軌跡方程是一條拋物線所以 y=1/2gt 2=1/2g（x/v o） 2=gx2/2v 0問：若將物體斜向上或斜向下拋出，物體的運動軌跡是怎樣的?受力情況與平拋運動完全相同，斜拋運動可以看成水平方向的勻速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動的合運動x=votcos :- y=votsin :- -1/2gt得至U y=xtan : -gx 2/(2

18、v cos ：)所以斜拋運動的軌跡為拋物線（四）拋體的速度平拋運動的速度：a：水平分速度vx二v0b:豎直分速度vy二gtc： t秒末的合速度vt = yx2 v/dvy:vt的方向tanVx（1）、實驗驗證【演示實驗】用小錘打擊彈性金屬片時，A球向水平方向飛出，做平拋運動，而同時B球被松開，做自由落體運動。現(xiàn)象： 越用力打擊金屬片，A球的水平速度也越大；無論 A球的初速度 多大，它總是與B球同時落地。問：聽兩球落地聲音一致說明什么問題？（兩球在豎直方向上的運動規(guī)律是相同的）（2）、用課件模擬課本圖516的實驗。結果分析：平拋運動在豎直方向上是自由落體運動， 水平方向的速度大小 并不影響平拋物

19、體在豎直方向上的運動。而水平分運動是勻速的，且不受豎直 方向的運動的影響。（3） 、利用頻閃照相更精細地研究平拋運動，其照片如課本圖5 17所示 可以看出，兩球在豎直方向上，經(jīng)過相等的時間，落到相同的高度，即在豎直方向上都是自由落體運動；在水平方向上可以看出，通過相等的時間前進 的距離相同，既水平分運動是勻速的。由此說明平拋運動的兩個分運動是同時、 獨立進行的，豎直方向的運動與水平方向的運動互不影響。（五）例題分析1、例題：一架老式飛機在高出地面 0.81km的高度，以2.5 x 102 km/h的速度水平飛行，為了使飛機上投下的炸彈落在指定的目標上，應該在與轟炸目 標的水平距離為多遠的地方投

20、彈？不計空氣阻力。（1）、用多媒體模擬題目所述的物理情景（2） 【學生看書】一一思考：（1）從水平飛行的飛機上投下的炸彈，做什么 運動？為什么？（ 2）炸彈的運動可分解為怎樣的分運動？（3）炸彈落地前在 水平方向通過的距離與飛機投彈時離目標的水平距離之間有什么關系？（3）解答：由y =gt2求出炸彈的飛行時間t =2v g在這段時間內(nèi)，炸彈通過的水平距離為X = v0t = V。2y代入已知數(shù)值得x = 0.89 km:g即飛機應在離轟炸目標水平距離是 0.89 km的地方投彈。2 、從高空水平方向飛行的飛機上，每隔1分鐘投一包貨物，則空中下落的 許多包貨物和飛機的連線是（B）A 傾斜直線 B

21、 豎直直線 C 平滑曲線 D 拋物線*3 、平拋一物體，當拋出1秒后它的速度與水平方向成 45角，落地時速 度方向與水平方向成60角。（g取10 m/s2）（1）求物體的初速度；（2）物體下落的高度。（答案：v=10m/s h=15m ）（五）、課堂小結本節(jié)課我們學習了1、什么是平拋運動2、平拋運動可分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動X 二 vt3、平拋運動的規(guī)律（1）12Vx = V Vy 二 gtV = Vx2 Vy2第五節(jié)圓周運動一、教學目的：1、知道什么是圓周運動，什么是勻速圓周運動2、知道線速度的物理意義、 定義式、矢量性，知道勻速圓周運動線速度的特 占八、3、知道

22、角速度的物理意義，定義式及單位，了解轉(zhuǎn)速和周期的意義4、掌握線速度和角速度的關系，角速度與轉(zhuǎn)速、周期的關系5、能在具體的情景中確定線速度和角速度與半徑的關系二、教學重點與難點重點：理解線速度、角速度的概念及二者的關系難點：分析傳動裝置中主動輪、從動輪上各點的線速度、角速度的關系三、教學過程：1、認識圓周運動列舉生活中圓周運動的情景：觀察電風扇葉片上某點的轉(zhuǎn)動；單擺；時鐘的分 針和秒針上某一點的運動軌跡有什么特點圓周運動一一物體沿圓周或圓周的一部分(即圓弧)的運動2、描述勻速圓周運動快慢的幾個物理量問：如何來比較物體做圓周運動的快慢呢？猜想1:比較物體在一段時間內(nèi)通過的圓弧長短猜想2:比較物體在

23、一段時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度大小猜想3:比較物體轉(zhuǎn)過一圈所用時間的多少猜想4:比較物體在一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)演示：觀察石英鐘秒針的針尖A點與中間位置E點在轉(zhuǎn)過5秒時，比較這兩點弧長的長短(1) 線速度一一取一段很短的時間/ t，物體在這段時間內(nèi)通過的弧長/ L與 所用時間/ t的比值：=/ L/ /1當/1很小時，對應的是圓周上某一點的瞬時線速度，方向為該點的切線方向；當/1較長時對應的是線速度的平均值，方向為這段時間內(nèi)位移的方向勻速圓周運動一一物體沿著圓周運動，且線速度大小處處相等的運動，它仍是一種變速運動，這里的“勻速”是指速率不變。問：時鐘的分針和秒針等長的兩點B和C,在通過5秒時間內(nèi)，它們

24、轉(zhuǎn)過的角度一樣嗎？(2) 角速度一一連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間的比值W=/ /1勻速圓周運動是角速度不變的圓周運動單位：弧度每秒符號是rad/s或s-1聯(lián)系生活中的摩托車表盤，表盤中用轉(zhuǎn)速來表示輪子轉(zhuǎn)動的快慢(3) 轉(zhuǎn)速指物體單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)用符號n表示，單位：轉(zhuǎn)每秒(r/s)或轉(zhuǎn)每分(r/min)(4) 周期一一做勻速圓周運動的物體，經(jīng)過一周所用的時間頻率一一1秒內(nèi)完成圓周運動的圈數(shù)T=1/f3、線速度與角速度的關系- =rwW= 2 n n=2 n /T第六節(jié)向心加速度新課導入師：通過前面的學習，我們已經(jīng)知道，做曲線運動的物體速度一定是變化 的即使是我們上一堂課研究的

25、勻速圓周運動，其方向仍在不斷變化著換句 話說，做曲線運動的物體，一定有加速度圓周運動是曲線運動，那么做圓周 運動的物體，加速度的大小和方向如何確定呢?這就是我們今天要研究的課 題.新課教學一、感知加速度的方向圖5.6 1中的地球受到什么力的作用？這個力可能沿什么方向？(2) 圖5.6 2中的小球受到幾個力的作用？這幾個力的合力沿什么方向？(3) 花樣滑冰的雙滑中，女運動員在男運動員的拉力作用下，做勻速圓周運動， 女運動員受幾個力的作用？這幾個力的合力沿什么方向？生1:(可能回答)感覺上應該受到指向太陽的引力作用其方向指向地心 生2:小球受到重力、支持力和繩子的拉力三個力的作用，其合力即為繩子的

26、 拉力，其方向指向圓心.生3:女運動員受到重力、支持力和拉力的作用，其合力指向圓心 師：根據(jù)牛頓第二定律可知，指向圓心的合力會產(chǎn)生指向圓心方向的加速度， 這種加速度叫向心加速度二、速度變化量問：速度的變化量 v是矢量還是標量？如果初速度V1和末速度V2不在同一直線上，如何表示速度的變化量 V? 生：認真閱讀教材，思考問題，在練習本上畫出物體加速運動和減速運動 時速度變化量的圖示.每小組4人進行交流和討論：如果初速度V1和末速度V2 不在同一直線上，如何表示速度的變化量 V?圖 6.6-4速度變化量實際上就是速度的差值，但由于速度是矢量，故應是矢量差.課堂訓練請一位學生上黑板畫出做平拋運動的物體

27、在運動的過程中，連續(xù)相等的時間內(nèi)速度變化量的矢量圖其他同學畫在筆記本上將同學們畫出的各種情形投（具體過程略）向心加速度陽 6. 6 - 5師：請同學們閱讀教材“向心加速度”部分，分析投影圖6. 6 6.并思考以下問題:甲丙T6-6 - 6 慶點從A運動到B的選度變化錄（1）在A、B兩點畫速度矢量VA和VB時，要注意什么？（長度相等）將VA的起點移到B點時要注意什么？（VA的長度和方向不變）（3）如何畫出質(zhì)點由A點運動到B點時速度的變化量 V ?（4） v/ t表示的意義是什么？（加速度）（5） v與圓的半徑平行嗎？在什么條件下. v與圓的半徑平行？（不平行，當 t很小很小時， V與圓的半徑平行

28、）師：在圖6. 66 丁中， v的延長線并不通過圓心，為什么說這個加速 度是“指向圓心”的？得出結論：當 t很小很小時， v指向圓心.做勻速圓周運動的物體加速度指向圓心.這個加速度稱為向心加速度.師：勻速圓周運動的加速度方向明確了，它的大小與什么因素有關呢？在練習本上推導出向心加速度的表達式： an=v2/r , an=r 32討論課本P19 “思考與討論”當V相等時，向心加速度大小與質(zhì)點到圓心距離成反比；當3相等時，向心加速度大小與質(zhì)點到圓心距離成正比。問：勻速圓周運動中，質(zhì)點運動速度大小不變，那么向心加速度是描述質(zhì) 點運動什么特征的物理量？（向心加速度是描述速度方向變化快慢的物理量）課堂訓

29、練關于北京和廣州隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，下列說法中正確的是,()A 它們的方向都沿半徑指向地心B. 它們的方向都在平行赤道的平面內(nèi)指向地軸C. 北京的向心加速度比廣州的向心加速度大D 北京的向心加速度比廣州的向心加速度小 答案；BD課外訓練1一個拖拉機后輪直徑是前輪直徑的2倍，當前進且不打滑時，前輪邊緣上某點A的線速度與后輪邊緣上某點月的線速度之比Va : Vb=，角速度之比 3 A : 3 B=，向心加速度之比 aA : aB=。2甲、乙兩個物體都做勻速圓周運動轉(zhuǎn)動半徑比為相同的時間里甲轉(zhuǎn)過60圈時，乙轉(zhuǎn)過45圈，則它們所受的向心加速度之比 為,()A. 3: 4 B. 4; 3 C. 4:

30、 9 D. 9: 163下列關于向心加速度的說法中，正確的是()A. 向心加速度的方向始終與速度的方向垂直B. 向心加速度的方向保持不變C. 在勻速圓周運動中，向心加速度是恒定的D. 在勻速圓周運動中，向心加速度的大小不斷變化4. 小球做圓錐擺運動時，擺線與豎直方向的夾角大小不變，下列說法中正確的是()A .小球受重力、擺線拉力和向心力作用B .小球運動過程中線速度是恒定的C.小球運動過程中向心加速度是恒定的D .小球向心加速度的大小，決定于擺線偏離豎直方向的角度5. 如圖6. 68的皮帶傳動裝置中()A. A點與C點的角速度相同，所以向心加速度也相同B. A點半徑比C點半徑大，所以A點向心加

31、速度大于C點向心加速度C. A點與B點的線速度相同，所以向心加速度相同D. B點與C點的半徑相同，所以向心加速度也相同6. 如圖6. 69所示，質(zhì)量為m的小球用長為L的懸繩固定于0點，在 0點的正下方L/3處有一顆釘子，把懸繩拉直與豎直方向成一定角度，由靜 止釋放小球，貝U小球從右向左擺的過程中懸繩碰到釘子的前后.小球的向心加速度之比為多少？7.如圖6. 610所示，長度為L=0.5m的輕桿，一端固定質(zhì)量為M=1 . Okg 的小球A（小球的半徑不計），另一端固定在一轉(zhuǎn)動軸 O上小球繞軸在水平面 上勻速轉(zhuǎn)動的過程中，每隔0.1s桿轉(zhuǎn)過的角度為30.試求：小球運動的向心 加速度.S 6. 6 -

32、 9團&6-10圖右“Y參考答案1.1 :12: l2: 12. B 3. A 4. D 5. B6.2 :327. 14 m / S第七節(jié) 向心力教學目的： 知識與技能1 理解向心力的概念及其表達式的確切含義.2知道向心力大小與哪些因素有關，并能用來進行計算.3知道在變速圓周運動中，可用上述公式求質(zhì)點在某一點的向心力和 向心加速度.過程與方法1通過用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式的實驗來了解向心力的大小 與哪些因素有關，并具體“做一做”來理解公式的含義2進一步體會力是產(chǎn)生加速度的原因，并通過牛頓第二定律來理解勻 速圓周運動、變速圓周運動及一般曲線運動的各自特點情感、態(tài)度與價值觀1在實驗中， 培

33、養(yǎng)學生動手的習慣并提高分析問題、解決問題的能力 2感受成功的快樂體會實驗的意義，激發(fā)學習物理的興趣教學重點與難點 教學重點1體會牛頓第二定律在向心力上的應用 2明確向心力的意義、作用、公式及其變形 教學難點1圓錐擺實驗及有關物理量的測量 2如何運用向心力、向心加速度的知識解釋有關現(xiàn)象新課導入 師：前面兩節(jié)課，我們學習、研究了圓周運動的運動學特征，知道了 如何描述圓周運動這節(jié)課我們再來學習物體做圓周運動的動力學特征 向心力新課教學 一、向心力 自主閱讀 師：請同學們閱讀教材“向心力”部分，思考并回答以下問題， 1舉出幾個物體做圓周運動的實例， 說明這些物體為什么不沿直線飛去 2用牛頓第二定律推導

34、出勻速圓周運動的向心力表達式 學生認真閱讀教材，列舉并分析實例，體會向心力的作用效果，并根據(jù)牛 頓第二定律推導出勻速圓周運動的向心力表達式 交流與討論 師：請同學們交流各自的閱讀心得并進行相互間的討論 生：用手掄一個被繩子系著的物體，使它做圓周運動，是因為繩子的力在 拉著它一旦繩子斷了，小球就會飛出去生：月球之所以繞地球做圓周運動，是地球?qū)υ虑虻囊υ凇袄敝?師：同學們有沒有發(fā)現(xiàn)過，做圓周運動的物體由于突然不受力了，結果物 體沿直線飛出去的現(xiàn)象 ?生：我自己做過這個實驗：用手掄一個被繩子系著的物體，使它做圓周運 動，一旦繩子斷了，小球就會飛出去生：本章第一節(jié)中，砂輪上的砂粒被刀具碰掉后，沿

35、切線方向飛出去的現(xiàn) 象師：剛才同學們說得很好，圓周運動是變速運動，有加速度，故做圓周運 動的物體一定受到力的作用.而我們知道做勻速圓周運動的物體具有向心加速 度，根據(jù)牛頓第二定律，這個加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力的作 用.這個合力叫做向心力.下面請同學們把剛才由牛頓第二定律推出的向心力 的表達式展示出來.投影學生推出的向心力表達式：FN=mv2/r , FN=mr2、實驗：用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式實驗與探究師：請同學們閱讀教材“實驗”部分，思考下面的問題:1 .實驗器材有哪些？2. 簡述實驗原理（怎樣達到驗證的目的）.3. 實驗過程中要注意什么？如何保證小球在水平面內(nèi)做穩(wěn)定的圓

36、周運動, 測量哪些物理量（記錄哪些數(shù)據(jù)）?4. 實驗過程中產(chǎn)生誤差的原因主要有哪些 ？交流與討論生：實驗的過程中，多項測量都是粗略的，存在較大的誤差，用兩種方法 得到的力并不嚴格相等.生：通過實驗我們還體會到.向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具 有某種性質(zhì)的力來命名的.它是效果力，是按力的效果命名的.在圓錐擺實驗 中，向心力是小球重力和細線拉力的合力， 還可以理解為是細線拉力在水平面，手握空心內(nèi)的一個分力.生：數(shù)圈數(shù)測時間時，要從零開始數(shù)起.生：我有一個改進的實驗，不知是否可行，其裝置如圖6. 7 1所示，讓小球在剛好要離開錐面的情況下 做勻速圓周運動，我認為利用該裝置可以使測量值減少誤差

37、. 參考案例：取一根圓珠筆桿，用一根尼龍繩穿過它，一端拴一 塑料小球，另一端拴一金屬小球（金屬小球的質(zhì)量大于塑料小球）管，掄動塑料小球，使塑料小球做勻速圓周運動，當轉(zhuǎn)速達到一定值時，金屬 小球就會處于靜止狀態(tài)，此時用表記錄塑料小球轉(zhuǎn)動若干圈所用的時間， 然后 給出塑料小球和金屬小球的質(zhì)量比及使塑料小球做圓周運動部分的繩長，代入 向心力公式，計算出的向心力和金屬小球的重力相比較。 注意：（1）圓周運動的半徑應為繩長和塑料小球的半徑之和（2）實驗時應讓金屬球靜止不動（3）掄動塑料小球，注意安全，同時密切協(xié)作完成實驗課堂訓練說明以下幾個圓周運動的實例中向心力是由哪些力提供的.（師生互動）1. 繩的一

38、端拴一小球，手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運動.2. 火星繞太陽運轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的 ？3在圓盤上放一個小物塊，使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動，分析小 物塊受幾個力，向心力由誰提供.參考答案1 解析：小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運動由于豎直 方向小球不運動，故重力、支持力合力為零，那么水平方向上的勻速圓周運動 由水平面上的繩的拉力來提供.2解析：火星和太陽間的萬有引力提供火星運轉(zhuǎn)的向心力.3. 解析：小物塊受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力提供向心力. 課堂分組實驗師：請同學們兩人一組，完成課本第2 2頁“做一做”欄目中的實驗，自 己感受向心力的大小.學生按照“做

39、一做”欄目中的實驗介紹，獨立操作，在實驗中去體驗.三、變速圓周運動和一般曲線運動師：在剛才“做一做”的實驗中，我們可以通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的 大小，這就給我們帶來一個疑問：難道向心力能改變速度的大小嗎？為什么?生：不能.因為我剛才做實驗時發(fā)現(xiàn)，當我的手保持不動時，沙袋的速度 并不能改變，只有當我的手在動時，沙袋的速度才能改變，所以不能.但具體 細節(jié)我還沒有搞清.生：剛才XXX同學的發(fā)現(xiàn)我也體會到了，我認為手不動時，繩子的拉力 和沙袋運動的速度方向垂直，故沙袋的速度不變.而當手動時，繩子的拉力和 沙袋運動的速度方向不垂直，此時可以把拉力分解為沿速度方向和垂直于速度 方向的兩個分力，其垂直于速

40、度方向的分力提供沙袋所需的向心力，并不改變沙袋的速度大小；而沿速度方向的分力產(chǎn)生的加速度使沙袋的速度發(fā)生了改 變.師：剛才同學們交流、討論得很好，實際上這些現(xiàn)象，我們都可以通過運 用牛頓第二定律來解決，希望同學們課后能進一步地認真總結，細細體會。師：對于做一般曲線運動的物體，我們可以用怎樣的分析方法進行簡化處 理？請同學們閱讀教材并結合課本圖6.74的提示發(fā)表自己的見解.同時再與 剛才研究的變速圓周運動去進行對比.課堂訓練1. 如圖6. 7 2所示，在光滑的水平面上釘兩個釘子A和a:B，相距20cm用一根長1m的細繩，一端系一個質(zhì)量為0.5kg的 小球，另一端固定在釘子A上.開始時球與釘子A、

41、B在一條直 線上，然后使小球以2m/s的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運 動.若繩子能承受的最大拉力為4N,那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時間是多少？說明：需注意繩磋釘子的瞬間，繩的拉力和速度方向仍然垂直，球的速度 大小不變，而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大.2. 如圖6.7 3所示，水平轉(zhuǎn)盤的中心有個豎直小圓筒，質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上，A到豎直筒中心的距離為r，物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪 與物體E相連，E與A質(zhì)量相同物體A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是正壓力 的卩倍，則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度在什么范圍內(nèi)，物體 A才能隨盤轉(zhuǎn)動？闔 6, 7 - 3說明：根據(jù)向心力公式，解題的關鍵是分析做勻速圓周運動物體

42、的受力情 況；明確哪些力提供了它需要的向心力.3 .如圖6.7 4所示，在質(zhì)量為M的電動機上，裝有質(zhì)量為 m的偏心輪， 飛輪轉(zhuǎn)動的角速度為3,當飛輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時，電動機對地面的壓力剛 好為零.則飛輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離多大 ？在轉(zhuǎn)動過程中，電動機對地面的最大 壓力多大？課外訓練1. 如圖6.7 5所示，一圓盤可以繞一個通過圓盤中心且垂直于盤面的豎 直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一木塊，當圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，木塊隨圓盤一起運動， 那么，()A. 木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心B. 木塊受到圓盤對它的摩擦力.方向指向圓盤中心C. 因為木塊與圓盤一起做勻速轉(zhuǎn)動，所以它們之間沒有摩擦力D. 因為摩擦

43、力總是阻礙物體運動的，所以木塊受到圓盤對它的摩擦力的方 向與木塊運動方向相反2. 個2.0kg的物體在半徑是1.6 m的圓周上以4 m/s的速率運動，向 心加速度為多大？所需向心力為多大？3. 太陽的質(zhì)量是1. 98 1030kg，它離開銀河系中心大約3萬光年(1光年： 9.46 1012km)，它以250km/s的速率繞著銀河系中心轉(zhuǎn)動.計算太陽繞銀河 系中心轉(zhuǎn)動的向心力.4. 關于勻速圓周運動的周期大小，下列判斷正確的是，,，(,)A .若線速度越大，則周期一定越小B.若角速度越大，則周期一定越小C.若半徑越大，則周期一定越大D .若向心加速度越大，則周期一定越大5. 線的一端系一個重物，

44、手執(zhí)線的另一端使重物在光滑水平面上做勻速 圓周運動，當轉(zhuǎn)速相同時.線長易斷，還是線短易斷 ？為什么？如果重物運動時 系線被桌上的一個釘子擋住，隨后重物以不變的速率在系線的牽引下繞釘子做 圓周運動，系線碰釘子時釘子離重物越遠線易斷？還是離重物越近線易斷？為什 么？6. 如圖6. 7-6所示，線段OA = 2AB . A、B兩球質(zhì)量相等.當它們繞 O點在光滑的水平桌面上以相同的角速度轉(zhuǎn)動時，兩線段的拉力之比為多少？mS 6,7-4參考答案1. B 2. 10m/s2 20 N 3. 4.36X 1020 N 4. B 5.線長易斷，因為轉(zhuǎn)速 相同時，由向心力公式知，半徑越大，所需向心力越大.越近易

45、斷，因為線速 度相同時，由向心力公式知，半徑越小，所需向心力大.第八節(jié) 生活中的圓周運動教學目的：知識與技能1. 知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它 就是圓周運動的物體所受的向心力.會在具體問題中分析向心力的來源.2. 能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例.3. 知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓 周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度.過程與方法1. 通過對勻速圓周運動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學 生分析和解決問題的能力.2. 通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用，滲透特殊性 和一般性之間

46、的辯證關系，提高學生的分析能力.3. 通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力. 情感、態(tài)度與價值觀1 通過對幾個實例的分析，使學生明確具體問題必須具體分析，理解物 理與生活的聯(lián)系，學會用合理、科學的方法處理問題.2 通過離心運動的應用和防止的實例分析使學生明白事物都是一分為 二的，要學會用一分為二的觀點來看待問題.3養(yǎng)成良好的思維表述習慣和科學的價值觀.教學重點與難點教學重點1 理解向心力是一種效果力.2在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結合牛頓運動定律求解 有關冋題.教學難點1 具體問題中向心力的來源.2關于對臨界問題的討論和分析.3 對變速圓周運動的理解和處理.新

47、課導入復習提問師：請同學們回顧并敘述出對于圓周運動你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識 生：我已經(jīng)理解和掌握了可以用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓 周運動物體的運動快慢；知道了圓周運動一定是變速運動，一定具有加速度; 掌握了對于圓周運動的有關問題還必須通過運用牛頓第二定律去認真分析和處理.生：從勻速圓周運動中總結出來的基本規(guī)律，通過運用等 效的物理思想也可以去處理變速圓周運動的有關問題.師：剛才幾位同學各自從不同的角度回顧和交流了對圓周 運動有關基本知識和基本規(guī)律的認識而我們知道學以致用 是學習的最終目的，本節(jié)課將通過幾個具體實例的探討來深 入理解相關知識點并學會應用.新課教學一、鐵路的彎道

48、師：（多媒體課件）模擬在平直軌道上勻速行駛的火車，然后投影出課本第 23頁的圖6. 8 1并提出問題：1 火車受幾個力作用？2.這幾個力的關系如何？生：火車受到4個力的作用，各為兩對平衡力，即合外力為零.師：對，火車受重力、支持力、牽引力及摩擦力.且四個力合力為零，其 中重力和支持力的合力為零，牽引力和摩擦力的合力為零.師：那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢？多媒體課件：模擬平直軌道火車轉(zhuǎn)彎情形提出問題：1 .轉(zhuǎn)彎與直進有何不同？2畫出受力示意圖，并結合運動情況分析各力的關系.生：轉(zhuǎn)彎時火車的速度方向在不斷變化，故其一定有加速度，其合外力一 定不為零.師：對，轉(zhuǎn)彎時合外力不為零，即需要提供向心力，而

49、平直路前行不需要.那 么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的 ？進一步受力分析得：需增加的一個向心力 （效果力），由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供.師：提出問題：擠壓的后果會怎樣？生：由于火車質(zhì)量、速度比較大，故所需向心力也很大.這樣的話，輪緣 和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損 壞.師：（設疑引伸）那么應該如何解決這一實際問題 ？結合學過的知識加以討 論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明.交流與討論學生發(fā)揮自己的想象能力，結合知識點設計方案.結合受力圖發(fā)表自己的 見解,師：剛才同學們交流和討論得非常熱烈、充分，方案設計得也很好，下面

50、我們擇其一的示意圖來共同分析、說明.投影學生的受力圖，進行定性分析；如圖 6. 81所示.火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對內(nèi)外軌都無擠壓，這樣就達 到了保護鐵軌的目的.強調(diào)說明：向心力是水平的師：請同學們運用剛才的分析進一步討論：實際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的 半徑和火車運行速度有條件限制？二、拱形橋師生互動播放錄像，交通工具（自行車、汽車等）過拱形橋.投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度 V行駛，若橋面的圓弧半 徑為R,試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力.師：通過分析，你可以得出什么結論 ？學生在練習本上獨立畫出汽車的受力圖，推導出汽車對橋面的壓力.生：在最高點

51、，對汽車進行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定 律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓 力.Fn=Gmv2/r可見，汽車對橋的壓力 Fn小于汽車的重力G,并且壓力隨汽車速度的增大而減小.師：請同學們進一步考慮當汽車對橋的壓力剛好減為零時，汽車的速度有 多大.當汽車的速度大于這個速度時，會發(fā)生什么現(xiàn)象 ？生：把Fn=O代人上式可得，此時汽車的速度為 V gR，當汽車的速度大于這個速度時，就會發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象.這種現(xiàn)象我們在電影里看到過. 師：好，下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力 比汽車的重力大些還是小些.生：通過對汽車進行受力分析汽車通過

52、凹形橋最低點時，汽車對橋的壓 力比汽車的重力大.師：剛才同學們分析了汽車在拱形橋最高點的情形，如果汽車不在拱形橋 的最高點或最低點，前面的結論還是否能用？如果不能直接運用，又如何來研究 這一問題呢？生：前面的結論能直接運用，不過此時物體的向心加速度不等于物體的實 際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運動的方法來處理.師：好.這說明我們很多同學分析和處理物理問題的能力有了較大的提高， 希望同學們繼續(xù)努力，爭取有更大進步.課堂訓練例：一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑 R=90m的一段圓弧形橋面，重 、 2力加速度g=10m/s 求：(1) 若橋面為凹形，汽車以20m/s的速度通過橋面最低點時，

53、對橋面壓力是 多大？(2) 若橋面為凸形，汽車以10m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是 多大？4鼠(3) 汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力解：(1)汽車通過凹形橋面最低點時，在水平方向受到牽引 力F和阻力f.在豎直方向受到橋面向上的支持力 Ni和向 下的重力G = mg，如圖6. 82所示.圓強形軌道的圓心 在汽車上方，支持力 Ni與重力G=mg的合力為Nimg， 這個合力就是汽車通過橋面最低點時的向心力，即F向=Nimg.由向心力公式有：Nimg= mv /R解謁橋面的支持力大小為?0!Nt =褲 令+ 血 = (2 OOOX-i-2 000X10) N = 2*

54、 89X1Q1 N根據(jù)牛頓第W定律貳軍對橋面最低點的壓力大小是i.ssxio* N.C2)n車通過凸形橋面最髙點時”在水平方向受到華引力F和阻力.在隘直方向受到豎 宜向下的重力G=mg和橋面向上的支持力如圖6.8-3所示*圓弧形軌逍的圓心在汽車 的下方，熏力Gmg與支持力N,開合力為機j?-N“這傘合力就是汽車通過橋面頂點時的向 心力，即Fui =也庁一M由向心力公式有rngNt3=7,1解得橋面的支持力大小為皿=爐尺一耐芋= 000X10-2 000X5 N=l. 78X10* N屜據(jù)牛義第三定律*汽車在橋的頂點時対橋面壓力的大小為L78X10乩設汽車逢度為珀時、通過凸形橋面頂點時對橋面壓力

55、為零.根據(jù)牛幀第三定律，這時 橋面對汽車的支持力也為零，汽車在豎宜方向只受到靈力&柞用重力G=mg就楚汽車駛過 橋頂點時的向心力+即Fit, mg,由向心力公式有mg = m金解得：=%/lQXSO m/a=30 m/s汽車以30 mA的連度通過橋面出點時*對橋面剛好沒有壓力”二、航天器中的失重現(xiàn)象師：從剛才研究的一道例題可以看出，當汽車通過拱形橋凸形橋面頂點時， 如果車速達到一定大小，則可使汽車對橋面的壓力為零如果我們把地球想象 為特大的“拱形橋”，則情形如何呢？會不會出現(xiàn)這樣的情況；速度達到一定程 度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？駕駛員軀 體各部分之間的壓力是多少？他這時可能有什么感覺？學生獨立分析以上提出的問題，并在練習本上畫出受力分析圖，嘗試解答.投影學生推導過程，引導學生間