5.7向心力学案

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新人教版必修二)物理:5.7《向心力》导学案

新人教版必修二)物理:5.7《向心力》导学案

七、向心力【要点导学】1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向总指向,这个合力叫做向心力。

向心力是产生的原因,它使物体速度的不断改变,但不能改变速度的。

向心力是按命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

2、向心力的大小:F n=ma n===mvω向心力的方向总是沿半径指向圆心,方向时刻改变,所以向心力是变力。

3、当物体沿圆周运动,不仅速度方向不断变化,其大小也在不断变化,这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心,这时合外力的作用效果是:使物体产生向心加速度的同时,产生切向加速度。

匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。

4、一般曲线运动及研究方法:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可称为一般曲线运动。

研究时,可将曲线分割为许多极短的小段,每一段均可看作圆弧,这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。

【范例精析】例1关于向心力,以下说法中不正确的是A.是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B.向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C.向心力是线速度变化的原因D.只要物体受到向心力的作用,物体就做匀速圆周运动解析理解向心力的定义、作用效果,弄清物体做匀速圆周运动的条件,然后与选项加以比较可作出判断。

答案:ABD例2如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。

若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动,下列说法正确的是()A.物体所受弹力增大,摩擦力也增大B.物体所受弹力增大,摩擦力减小C.物体所受弹力减小,摩擦力减小D.物体所受弹力增大,摩擦力不变解析:物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F,是一对平衡力,在向心力方向上受弹力F N,根据向心力公式,可知F N=mω2r,当ω增大时,F N增大,所以应选D。

例3如图所示,A、B、C三个物体放在旋转圆台上,动摩擦因数均为μ,A的质量是2m,B和C的质量均为m,A、B离轴为R,C离轴为2R。

5-7 向心力学案

5-7 向心力学案

5-7 向心力【教学目标】1.理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点2.知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行计算.3.知道向心力不是物体受到的一种力,它是以力的效果命名的,由其他性质的力来提供,是物体受到的合外力【教学重点】1.体会牛顿第二定律在向心力上的应用.2.明确向心力的意义、作用、公式及其变形.【教学难点】1.向心力在圆周运动中的作用和向心力大小的推导及验证.2.如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象.【要解决的问题】1、物体做圆周运动的条件如何?2、圆周运动是什么性质的运动?具有什么特征?3、向心力如何定义?特点如何?4、向心力与哪些因数有关?如何推导向心力表达式?5、变速圆周运动的受力有何特点?6、如何采用圆周运动的分析方法处理一般的曲线运动?【教学方法】指导学生自学、探究、讨论、互查、分析、归纳、总结。

【教学过程】(一)导入课题的背景材料(二)在自学和实验探究的基础上分小组讨论,找出所要解决问题的答案。

(三)师生共同归纳总结,得出线速度、角速度、转速及周期等概念以及它们之间的关系。

【配用习题】1、典型例题【例1】关于向心力说法中正确的是()A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力;B、向心力只改变物体运动的方向,不改变物体运动的快慢;C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是不变的;D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力.【例2】如图2所示,小物块A与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则下列关于A的受力情况说法正确的是A.受重力、支持力B.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C.受重力、支持力、摩擦力和向心力D.受重力、支持力和与运动方向相同的摩擦力【例3】甲乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1∶2,转动半径之比为1∶2,在相同时间内甲转过4周,乙转过3周.则它们的向心力之比为()A.1∶4B.2∶3C.4∶9D.9∶16【例4】长为L的细线,拴一质量为m的小球,小球的一端固定于O1点,让其在水平面内作匀速圆周运动,形成圆锥摆,如图所示,求摆线与竖直方向成θ时:(1)摆线中的拉力大小(2)小球运动的线速度的大小(3)小球做匀速圆周运动的周期2、当堂训练练习1、做匀速圆周运动的物体,它所受到的向心力的大小必定与()A.线速度平方成正比B.角速度平方成正比C.运动半径成反比D.线速度和角速度的乘积成正比练习2、一小球质量为m,用长为L的悬线固定于O点,在O点的正下方L/2处钉有一根长钉,把悬线沿水平方向拉直后无初速度地释放小球,当悬线碰到钉子的瞬间()A.小球的向心加速度突然增大B.小球的角速度突然增大C.小球的速度突然增大D.悬线的张力突然增大练习3、如图所示,长度为l = 1m的轻绳,系一小球在竖直平面内做圆周运动,小球的质量为m = 5kg,小球半径不计,小球通过最低点时的速度大小为v = 20m/s,试求:小球在最低点的向心加速度和小球在最低点所受绳子的拉力.(g取10 m/s2)【纲要信号】一、向心力1.向心力的概念2.向心力的表达式3.向心力的特点(方向、效果)二、变速圆周运动和一般曲线运动1.变速圆周运动特点2.一般曲线运动的处理方法【课后作业】1、关于圆周运动,下列说法正确的是( ) A .做圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 B .做匀速圆周运动的物体所受到的合力一定指向圆心 C .做圆周运动的物体受到的向心力不一定指向圆心D .做非匀速圆周运动的物体受到的合力一定不指向圆心2、质量为m 的物块,沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下,半球形金属壳竖直固定放置,开口向上,滑到最低点时速度大小为V ,若物体与球壳之间的摩擦因数为μ,则物体在最低点时,下列说法正确的是( )A. 受到向心力为R v m mg 2+B. 受到的摩擦力为 R v m 2μC. 受到的摩擦力为μ(Rv m mg 2+) D. 受到的合力方向斜向左上方3、一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M 向N 行驶,速度逐渐减小。

物理57向心力教案新人教版必修2课件

物理57向心力教案新人教版必修2课件

第五章曲线运动5.7 向心力★教学目标(一)知识与技能1.知道什么是向心力,理解它是一种效果力2.知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切含义,并能用来进行计算3.结合向心力理解向心加速度4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系(二)过程与方法5.从受力分析来理解向心加速度,加深对牛顿定律的理解。

6.通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并理解公式的含义。

7.经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。

并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

(三)情感态度与价值观8.通过亲身的探究活动,使学生获得成功的乐趣,培养学生参与物理活动的兴趣。

9.经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。

10.实例、实验紧密联系生活,拉近科学与学生的距离,使学生感到科学就在身边,调动学生学习的积极性,培养学生的学习兴趣。

★教学重点1.理解向心力的概念和公式的建立。

2.理解向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小。

3.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

★教学难点1.理解向心力的概念和公式的建立。

2.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

★教学过程一、引入师:同学们,在上节课的学习中,我们单纯从运动学角度用公式t v v a t 0-=对匀速圆周运动的加速度进行了研究,得到的结论是:匀速圆周运动的加速度大小为v a R a Rv a ωω===或或22,方向总是与速度方向垂直,始终指向圆心。

于是我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加速度。

师:今天我们将结合物体受力从动力学角度用公式m Fa =来研究向心加速度。

师:现在我们已知知道了匀速圆周运动的加速度的特点,有哪位同学能告诉我:物体做匀速圆周运动时所受的合外力有什么特点?生:根据公式m Fa =,我们知道做匀速圆周运动的物体所受的合外力应该是v m R m Rv m ma F ωω或或22==,方向总是与速度垂直指向圆心。

5.7 向心力教案

5.7 向心力教案

5.7 向心力一、教材分析向心力一节是从动力学角度研究圆周运动的,是本章的重点、难点。

这部分知识既是对先前学习的牛顿第二定律和向心加速度综合升华,使学生从对圆周运动的表面认识上升到理论分析,也是学习天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动的基础。

本节能够充分体现力和运动的在物理学中的重要性,是运动与力关系学习的好素材。

二、学情分析学生通过前面的学习,已经了解了描述圆周运动的各个物理量及其关系,认识了匀速圆周运动指向圆心的向心加速度,再由牛顿第二定律很容易得出向心加速度的表达式。

并且学生已经具备了处理问题的一般思路方法:提出问题—分析问题—解决问题。

因此,本设计中就通过创设问题情景,与学生一同研究问题,获得知识。

三、教学目标1.知识与技能(1)了解向心力的概念及其表达式的确切含义,理解向心力是一种效果力。

(2)知道向心力大小与哪些因素有关,并能用来进行简单计算。

(3)能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。

(4)知道在变速圆周运动中,合外力的法向分力提供了向心力,切向分力用于加速。

2.过程与方法(1)通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关,并具体“做一做”来理解公式的含义。

(2)经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程,让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。

并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

3.情感态度与价值观(1)在解决问题的过程中,培养学生问题意识及思维能力.(2)经历从特殊到一般的研究过程,培养学生分析问题、解决问题的能力。

(3)密切联系生活,激发学生的学习兴趣。

四、教学重点、难点1. 教学重点:(1)明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

(2)运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

2. 教学难点:理解向心力的定义及其公式的变形,明确向心力是一个效果力,会分析向心力的来源,理解匀速圆周运动中供求关系五、教学过程1. 课程引入教师:前面两节课,我们学习了圆周运动的运动学特征,我们现来复习一下。

高一物理必修二5.7《向心力》教案(人教版)

高一物理必修二5.7《向心力》教案(人教版)
综合Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,得出F向=____________,将υ=ωr代入可得F向=_________.
2.向心加速度:
(1)大小:由牛顿第二定律F合= ______变形可得a向= ______ = ______ = ______.
(2)方向:任何做匀速圆周运动的物体的加速度都指向_______.
3.匀速圆周运动:
C.向心力是一个恒力D.向心力的大小一直在变化
2.指出下列各匀速圆周运动中向心力的来源:
(1)绳系小球在光滑水平面上做圆周运动.
(2)小物体随水平面内匀速转动的圆盘一起运动.
(3)把一个小球放在玻璃漏斗中,晃动漏斗,使小球
沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动.
(4)用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做匀速
小球由于细线的牵引而做匀速圆周运动,合力方向沿_____指向________.
(3)向心力的大小:
①实验感知:在一根结实的细绳的一端拴一个小物体,抡动
细绳,使小物体做圆周运动,手拉绳的力提供小球运动的
向心力.可以发现:在半径和小物体的质量不变的情况下,
小物体转得越快(角速度ω越大)时,需要的拉力越______;在半径和角速度不变时,小物体的质量越大,需要的拉力越______;在小物体的质量和角速度不变时,小物体做圆周运动的半径越大,需要的拉力越______.
(1)运动特征:从速度的角度分析,匀速圆周运动属于_______运动;
从加速度的角度分析,匀速圆周运动属于__________运动;
(2)匀速圆周运动中的不变量:_______________________________.
(3)匀速圆周运动的线速度、加速度、合力特点:________________.
教学设计(内容、形式、过程)

高中物理《5.7 向心力》教学设计 新人教版必修2

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物理必修二《5.7 向心力》教学设计
备课时间。

知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切
些因素有关,并理解公式的含义。

感受成功的快乐,体会实验的意义,激发学习物理的兴趣。

如何运用向心力、向心加速度的知识解释有
教学过程
实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
“实验”
教师活动:听取学生汇报验证的结果,引导学生对实验的可靠性作出评估。

1、实验的过程中,多项测量都是粗略的
绳的一端拴一小球,手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。

、在圆盘上放一个小物块,使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动,分析小物
间的引力提供月球运转的向
小物块受重力、支持力和静摩擦力,静摩擦力提供向心力
自己感受向心力的大小。

设疑:我们在“做一做”的实验中,通过抡绳子来调节沙袋速度的大小,不就说明向心力可以改变速度的大小吗?这该怎样解释呢?
教师活动:对于做一般曲线运动的物体,我。

5.6《向心力》学案全集(人教必修2)

5.6《向心力》学案全集(人教必修2)

5.7 向心力【学习目标】(1)知道什么是向心力,理解它是一种效果力。

(2)理解向心力公式的确切含义,并能用来进行简单的计算。

(3)知道变速圆周运动中向心力是合外力的一个分力,知道合外力的作用效果。

【学习重点】明确向心力的意义、作用、公式及其变形。

【知识要点】向心力1.定义:使物体做圆周运动,指向圆心的力。

2.研究内容:⑴向心力的方向与向心加速度的方向是否相同?⑵向心力的大小跟什么有关?与ω、ν之间什么关系?⑶向心力的大小怎么测量计算?⑷向心力有什么特点?⑸向心力的作用效果是怎样的?⑹向心力是不是合力?⑺向心力的来源?⑻向心力的施力物体是什么?⑼圆周运动的半径为何不变?⑽向心力与向心加速度的关系如何?3. 向心力演示器的结构和使用方法:(1)用质量比为2:1的钢球和铝球,使他们运动的半径r和相同,观察得到露出的红白相间方格数比值为2:1,即两个球所受向心力的比值也为2:1,因此F与m成正比。

(2)当m、相同时,半径比为2:1,向心力的比值也为2:1,因此F与r成正比。

(3)当m、r相同时,比值为2:1,向心力的比值为4;1,因此F与2成正比。

⑶由此验证向心力大小的公式:F=mr24.匀速圆周运动:仅有向心加速度的运动。

变速圆周运动:同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动运动。

5. 圆周摆⑴分析圆锥摆中向心力的来源⑵用圆锥摆实验可以粗略去验证向心力表达式【问题探究】【问题1】什么情况下,物体做匀速圆周运动,什么情况是做变速圆周运动结论:匀速圆周运动:只有向心加速度时。

变速圆周运动:同时具有向心加速度和切向加速度时。

【问题2】向心力和切向力的作用效果?结论:向心力的作用效果:只改变速度的方向。

切向力的作用效果:改变速度的大小。

【问题3】研究一般曲线运动的方法:结论:曲线→小段圆弧→圆周运动,即利用微元法将曲线分割为许多极短的小段,每一段都可以看做一小段圆弧,然后进行研究。

【典型例题】[例1]如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则以下说法中正确的是()A.A球的线速度必定大于B球的线速度B.A球的角速度必定小于B球的线速度C.A球的运动周期必定小于B球的运动周期D.A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力【解析】小球A和B的受力情况如图所示,由图可知,两球的向心力都来源于重力G和支持力F N的合力,建立如图6.8-4所示的坐标系,则有:F N1=F N sinθ=mgF N2=F N cosθ=F所以F=mg cotθ。

(2021年整理)物理:5.7《向心力》学案(新人教版必修2)

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5。

7 向心力(学案)一、学习目标1.知道什么是向心力,理解它是一种效果力2.知道向心力大小与哪些因素有关.理解公式的确切含义,并能用来进行计算3.结合向心力理解向心加速度4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系二、课前预习1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向,以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等。

其中,向心力概念,向心力的大小和方向是本节重点,变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点。

2、向心力,向心力是产生的原因,它使物体速度的不断改变,但不能改变速度的。

向心力是按命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

向心力大小的计算公式。

3、力与运动的关系①力与速度同一直线,力只改变速度 ,不改变速度。

②力与速度垂直,力只改变速度,不改变速度。

③力与速度成其它任意角度,。

4、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式①、实验器材有哪些?②、简述实验原理(怎样达到验证的目的)③、实验过程中要注意什么?测量那些物理量(记录哪些数据)?④、实验过程中差生误差的原因主要有哪些?5、当物体沿圆周运动,不仅速度方向不断变化,其大小也在不断变化,这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心,这时合外力的作用效果是:使物体产生向心加速度的同时,产生切向加速度。

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【导学案】学校:临清二中 学科:物理 编写人:梁述敏 审稿人:李延青5.7 向心力 课前预习学案一、预习目标预习本节内容,了解什么是向心力?向心力有什么特点?,初步把握变速圆周的分析方法。

二、预习内容1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向,以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等。

其中,向心力概念,向心力的大小和方向是本节重点,变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点。

2、向心力 ,向心力是产生的原因,它使物体速度的 不断改变,但不能改变速度的 。

向心力是按命名的力,它可由重力、弹力、摩擦力等提供,也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

向心力大小的计算公式 。

3、力与运动的关系①力与速度同一直线,力只改变速度 ,不改变速度 。

②力与速度垂直,力只改变速度 ,不改变速度 。

③力与速度成其它任意角度, 。

4、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 ①、实验器材有哪些?②、简述实验原理(怎样达到验证的目的)③、实验过程中要注意什么?测量那些物理量(记录哪些数据)? ④、实验过程中差生误差的原因主要有哪些?5、当物体沿圆周运动,不仅速度方向不断变化,其大小也在不断变化,这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心,这时合外力的作用效果是:使物体产生向心加速度的同时,产生切向加速度。

匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。

6、一般曲线运动及研究方法:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动,可称为一般曲线运动。

研究时,可将曲线分割为许多极短的小段,每一段均可看作圆弧,这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。

三、提出疑惑课内探究学案一、学习目标1. 知道什么是向心力,理解它是一种效果力2. 知道向心力大小与哪些因素有关。

理解公式的确切含义,并能用来进行计算3. 结合向心力理解向心加速度4. 理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系 ★教学重点理解向心力的概念和公式的建立。

★教学难点运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

二、学习过程(一)、向心力【定义】: 。

【问题】:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗?分析①地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动,试分析做匀速圆周运动的物体(地球)所有受的合外力的特点。

②光滑桌面上一个小球,由于细绳的牵引,绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。

③使转台匀速转动,转台上的物体也随之做匀速圆周运动,转台与物体间没有相对滑动结论:【问题】:向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的?如果是,那么它的施力物体是什么?如果不是,那它是按什么来命名的?例1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供?①玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动;或者漏斗里的运动,如图。

(不计摩擦)②圆锥摆运动:细线下面悬挂一钢球,细线上端固定,设法使小球在水平面面上做圆周运动。

观看视频文件:飞机拐弯;花样滑冰;链球运动;摩擦力提供向心力;圆锥摆应用(二)、向心力的作用效果做匀速圆周运动的物体的运动状态是如何变化的?结论:向心力的作用效果是什么?结论:(三)、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式阅读教材“实验”部分,思考下面的问题:1、实验器材有哪些?2、简述实验原理(怎样达到验证的目的)3、实验过程中要注意什么?测量那些物理量(记录哪些数据)?4、实验过程中差生误差的原因主要有哪些?分组实验,独立验证。

教师巡视,及时发现并记录学生实验过程中存在的问题。

注:d1指悬挂点到纸面的距离,d2指球心到纸面的距离,d指悬挂点到球心的距离观看动画:圆锥摆师生互动,得出结论:课后实验:“做一做”学生两人一组,完成课本“做一做”栏目中的实验,自己感受向心力的大小。

演示实验:向心力演示器观看视频文件:向心力演示器实验观看动画:向心力演示器(四)、变速圆周运动如果物体做的是变速圆周运动,那合外力还是指向圆心吗?那变速圆周运动的合外力应该是怎样的呢?FOF nF t 改变速度的大小改变速度的方向例2、如图,小球在关于O 点对称的AB 两点间摆动,最高点时与竖直方向夹角为30°,则(1) 小球做圆周运动的向心力由哪些力提供?(2) 若摆线的长度L=32 m ,小球质量为m ,小球在最低点O 的速度为s m g /,求小球在O 点时绳子拉力多大?小球在B 点时绳子拉力多大、(五)、一般曲线运动如果运动轨迹既不是直线,也不是圆周运动,可以称为一般曲线运动。

尽管这时曲线各个位置的弯曲程度不一样,但在研究时,可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点在每小段的运动都可以看成圆周运动的一部分。

这样在分析质点经过曲线上某位置时,就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。

例3、一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M 向N 行驶,速度逐渐减小。

图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F 的四种方向,你认为正确的是哪一个?三、课堂小结 整理总结:四、当堂检测1 、 如图所示,小物体A 与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起作匀速圆周运动,则A 的受力情况是( )A 、受重力、支持力B 、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C 、重力、支持力、向心力、摩擦力D 、以上均不正确2、如图所示,长0.40m 的细绳,一端拴一质量为0.2kg 的小球,在光滑水平面上绕绳的另一端做匀速圆周运动,若运动的角速度为5.0rad/s ,求绳对小球需施多大拉力?M甲M乙丙丁 F3、质量分别为M 和m 的两个小球,分别用长2l 和l 的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,拴M 和m 的悬线与竖直方向夹角分别为α和β,如图所示,则( )A .2cos cos βα=B .βαcos 2cos =C .2tan tan βα=D .βαtan tan =4、如图所示,半径为R 的圆筒绕轴以角速度ω匀速转动,物体m 与圆筒壁的动摩擦因数为μ,设滑MAX f f =,为使 m 不下滑,ω至少为多大?课后练习与提高1、如图所示,将一质量为m 的摆球用长为L 的细绳吊起,上端固定,使摆球在水平面内做匀速圆周运动,细绳就会沿圆锥面旋转,这样就构成了一个圆锥摆,则关于摆球A 的受力情况,下列说法中正确的是( )A .摆球受重力、拉力和向心力的作用B .摆球受拉力和向心力的作用C .摆球受重力和拉力的作用D .摆球受重力和向心力的作用2、如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相等的小球A 和B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,则以下说法中正确的是( )A .A 球的线速度必定大于B 球的线速度 B .A 球的角速度必定小于B 球的线速度C .A 球的运动周期必定小于B 球的运动周期D .A 球对筒壁的压力必定大于B 球对筒壁的压力3、如图所示,细绳的一端固定于O 点,另一端系一个小球,在O 点的正下方钉一个钉子A 。

让小球从一定高度摆下,经验告诉我们,当细绳与钉子相碰时,如果钉子的位置越靠近小球,绳就越容易断。

请用圆周运动的知识加以论证。

4、如图,已知绳长a =0.2m ,水平杆长b =0.1m ,小球质量m =0.3kg ,整个装置可绕竖直轴转动。

(1)要使绳子与竖直方向成450角,试求该装置必须以多大的角速度旋转?(2)此时绳子对小球的拉力为多大?5、如图所示,被长为L 的细线OB 系住的小球处于静止状态,把水平线OA 剪断的瞬间小球的加速度大小。

6、如图所示,半径为R 的半球形碗内,有一个具有一定质量的物体A ,A 与碗壁间的动摩擦因数为,当碗绕竖直轴匀速转动时,物体A 刚好能紧贴在碗口附近随碗一起匀速转动而不发生相对滑动,求碗转动的角速度.7、如图所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A 和B ,相距20 cm.用一根长1 m 的细绳,一端系一个质量为0.5 kg 的小球,另一端固定在钉子A 上.开始时球与钉子A 、B 在一直线上,然后使小球以2 m/s 的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4 N ,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?8、如图所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r.物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同.物体A与转盘间的最大静摩擦力是正压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动.参考答案[当堂达标]1、B2、【解析】:小球沿半径等于绳长的圆周做匀速圆周运动,根据向心力公式,所需向心力的大小为:运动中,小球受到竖直向下的重力G,竖直向上的水平面支持力N和沿绳指向圆心的绳的拉力F,如图所示,这三个力的合力提供了小球做匀速圆周运动所需的向心力,由于其中重力G和支持力N为一对平衡力,因此实际由绳的拉力为小球做匀速圆周运动的向心力,为此绳对小球需施拉力的大小为N.3、A4、【解析】:小物块在水平面内做匀速圆周运动,向心力由墙壁对它的弹力F N提供,竖直方向必须满足f 静=mg,根据题设有:f 静max = f 滑=μF N,且F N=mω2R,得ω≥Rg[课后练习]1、【答案】:C【解析】:我们在进行受力分析时,“物体受到哪几个力的作用”中的力是指按照性质命名的力,显然,物体只受重力G和拉力F T的作用,而向心力F是重力和拉力的合力,如图所示。

也可以认为向心力就是FT沿水平方向的分力FT2,显然,FT沿竖直方向的分力FT1与重力G平衡。

所以,本题正确选项为C。

2、【答案】:AB【解析】:小球A和B的受力情况如图所示,由图可知,两球的向心力都来源于重力G和支持力FN的合力,建立如图所示的坐标系,则有:FN1=FNsinθ=mgFN2=FNcosθ=F所以F=mgcotθ。

也就是说FN在指向圆心方向的分力即合力F=mgcotθ提供小球做圆周运动所需的向心力,可见A、B两球受力情况完全一样,当然向心力肯定也大小相等。

由于前提是两球的向心力一样,所以比较时就好比较了比较两者线速度大小时,由F=mv2r可知:r越大,v一定较大,因此选项A正确。

比较两者角速度大小时,由F=mrω2可知:r越大,ω一定较小,因此选项B正确。

比较两者的运动周期时,由F=mr(2πT)2可知:r越大,T一定较大,因此选项C不正确。

F由受力分析图可知,小球A 和B 受到的支持力FN 都等于mgsin θ,因此选项D 不正确。

3、【解析】:在绳子与钉子相碰的瞬间,速度大小不变,但小球从大半径的圆周运动突变到小半径的圆周运动,所以由于v 不变,根据公式mg rmv F r V m mg F +=⇒22-=知:r 越小,F 越大,故绳越易断。

4、【答案】: ω=6.4 (rad/s ),F=2.77N【解析】:以小球为研究对象,其圆周运动的圆心在竖直轴上。

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