1、第3节 向心力的实例分析学案【学习目标】1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在具体问题中分析向心力的来源。【学习重点】1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例【学习难点】理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。学习目标完成过程1：关于向心力的来源。 （1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。 2：说明： a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就
2、是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。 3简介运用向心力公式的解题步骤： （1） （2） （3） （4） 4、实例1：火车转弯（1）介绍：火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？ （2）放录像、火车转弯的情景（3）用CAI课件分析内外轨等高时向心力的来源。 a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。 b：外轨对轮缘的弹力提供向心力。 c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。 （
3、4）介绍实际的弯道处的情况。a：用录像资料展示实际的转弯处外轨略高于内轨。 b：用CAI课件展示此时火车的受力情况，并说明此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。 c： d：强调说明： 5、实例2：汽车过拱桥的问题 （1）放录像展示汽车过拱桥的物理情景（2）用CAI课件模拟：并出示文字说明，汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？ （3）a：选汽车为研究对象 b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力 c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d：建立关系式： e: （4）说明： 【训练】一水平面内的圆周运动 例1： 如
4、图81所示水平转盘上放有质量为m的物快，当物块到转轴的距离为r时,若物块始终相对转盘静止，物块和转盘间最大静摩擦力是正压力的倍，求转盘转动的最大角速度是多大？（）拓展：如o点与物块连接一细线，求当1=时，细线的拉力T 2=时，细线的拉力T r 图81注：分析物体恰能做圆周运动的受力特点是关键二竖直平面内圆周运动中的临界问题 .o.图82甲 图82乙 图83甲 图83乙1 如图82甲、乙 所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况临界条件 能过最高点的条件 ，此时绳或轨道对球分别产生_ 不能过最高点的条件 2 如图83甲、乙所示，为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况竖
5、直平面内的圆周运动，往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题，中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态，下面对这类问题进行简要分析。能过最高点的条件 ，此时杆对球的作用力当0V时，杆对小球的力为 其大小为_讨论：绳与杆对小球的作用力有什么不同？例2长度为L=0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图84所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，（g=10m/s）则此时细杆OA受的（ ）A. 6.0N的拉力 B. 6.0N的压力 C.24N的压力 D. 24N的拉力【课堂小结】 1：物体除受到各个作用力外，还受一个向心力吗？ 2：用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何？ 3：对于火车转弯时，向心力由什么提供？4：汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何？
