2017-2018学年人教版必修2 向心力与向心加速度 第1课时 教案
2017-2018学年人教版必修2  向心力与向心加速度   第1课时   教案第3页

(1) 细绳伸直后,小球做匀速圆周运动。

问题讨论:1、绳绷紧前,小球为什么做匀速直线运动?

     2绳绷紧后,小球什么做匀速圆周运动?小球此时受到哪些力的作用,合外力是哪个力?这个力的方向有什么特点?这个力起什么作用?

分析:小球在桌面上做圆周运动时,受到三个外力的作用,即重力G、桌面支持力N和绳子的拉力F,合力就是绳子的拉力F。绳子的拉力的方向呢?

  很好。小球受到的拉力方向虽然时刻在改变,但它始终沿着绳子的方向,沿着半径指向圆心。拉力是球拉绳子使绳子发生形变产生的,说明做圆周运动的小球有远离圆心的运动趋势。

  显然,正是这个拉力使小球做圆周运动。

结论:做匀速圆周运动的小球,受到的绳的拉力就是它的合力,这个拉力方向始终指向圆心,方向不断变化,不改变速度的大小,只改变速度的方向。

  【该问题情境中包含当前要学习的知识,激发学生解决问题,探究新知的动机。同时教学游戏有效激发学生的学习兴趣和探究欲望,也为下面的教学提供实例。引入起到了吸引学生学习的目的,又呼应之后教学,为向心力概念建立和向心力来源创设情境。】

  那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个实验。这是一个蒙有毛巾的转盘,毛巾上放一个木块,现在我让木块随着转盘近似做匀速圆周运动。请大家对木块受力分析。木块受到哪些力呢?

  很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?

  对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?

  对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。

  或: 那是不是只有弹力能使物体做圆周运动呢?我们再来看一个例子,如图4-15。木块随着转盘近似做匀速圆周运动,我们以人为研究对象,请大家对人进行受力分析。人受到哪些力呢?

  很好,木块受到重力、支持力和摩擦力。那这个摩擦力是滑动摩擦力还是静摩擦力呢?

  对了,是静摩擦力。其中重力和支持力是一对平衡力,作用效果相互抵消。那静摩擦力方向呢?

  对了,静摩擦力的方向沿着半径指向圆心。我们学过静摩擦力的方向与运动趋势相反,又从上面的实验得到启发,做圆周运动的物体有远离圆心的运动趋势,所以静摩擦力的方向与这个运动趋势相反,总是沿着半径指向圆心。正是这个静摩擦力使木块做圆周运动。

  我们再来看图4-16,链球运动员用力轮着链球做圆周运动,金属链与水平面并不平行,对链球进行受力分析,它受到哪些力呢?

  链球受到重力,金属链对它的弹力,我们可以画出它的受力示意图。那是什么力使链球做圆周运动呢?

很好,是重力与拉力的合力,还有没别的说法?我们将拉力和重力沿水平方向和竖直方向进行分解,怎么样?哎,对了,也可以说是拉力的水平分力,方向总是沿半径指向圆心,正是这个力使乒乓球做圆周运动。