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向心力與向心加速度范文第1篇

知識(shí)目標(biāo)

1、知道什么是向心力，什么是向心加速度，理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度大小不變，方向總是指向圓心．

2、知道勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度的公式，會(huì)解答有關(guān)問(wèn)題．

能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生探究物理問(wèn)題的習(xí)慣，訓(xùn)練學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)的能力和分析綜合能力．

情感目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的觀察、分析能力，會(huì)將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去．

教學(xué)建議

教材分析

教材先講向心力，后講向心加速度，回避了用矢量推導(dǎo)向心加速度這個(gè)難點(diǎn)，通過(guò)實(shí)例給出向心力概念，再通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)給出向心力公式，之后直接應(yīng)用牛頓第二定律得出向心加速度的表達(dá)式，順理成章，便于學(xué)生接受．

教法建議

1、要通過(guò)對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行分析入手，從中引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生認(rèn)識(shí)到：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體都必須受到指向圓心的力的作用，由此引入向心力的概念．

2、對(duì)于向心力概念的認(rèn)識(shí)和理解，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：

第一點(diǎn)是向心力只是根據(jù)力的方向指向圓心這一特點(diǎn)而命名的，或者說(shuō)是根據(jù)力的作用效果來(lái)命名的，并不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的，所以不能把向心力看做是一種特殊性質(zhì)的力．

第二點(diǎn)是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需的向心力就是物體受到的合外力．

第三點(diǎn)是向心力的作用效果只是改變線速度的方向．

3、讓學(xué)生充分討論向心力大小，可能與哪些因素有關(guān)？并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究活動(dòng)．

4、講述向心加速度公式時(shí)，不僅要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)是向心加速度大小不變，向心加速度方向始終與線速度垂直并指向圓心的變速運(yùn)動(dòng)，在這里還應(yīng)把“向心力改變速度方向”與在直線運(yùn)動(dòng)中“合外力改變速度大小”聯(lián)系起來(lái)，使學(xué)生全面理解“力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因”的含義，再結(jié)合無(wú)論速度大小或方向改變，物體都具有加速度，使學(xué)生對(duì)“力是物體產(chǎn)生加速度的原因”有更進(jìn)一步的理解．

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

向心力、向心加速度

教學(xué)重點(diǎn)：向心力、向心加速度的概念及公式．

教學(xué)難點(diǎn)：向心力概念的引入

主要設(shè)計(jì)：

一、向心力：

（一）讓學(xué)生討論汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)乘客的感覺．

（二）展示圖片1．鏈球做圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力．〔全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書（試驗(yàn)修定本·必修）物理．第一冊(cè)98頁(yè)〕

（三）演示實(shí)驗(yàn)：做圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到繩的拉力作用．

（四）讓學(xué)生討論，猜測(cè)向心力大小可能與哪些因素有關(guān)？如何探究？引導(dǎo)學(xué)生用“控制變量法”進(jìn)行探索性實(shí)驗(yàn)．（用向心力演示器實(shí)驗(yàn)）

演示1：半徑r和角速度一定時(shí)，向心力與質(zhì)量m的關(guān)系．

演示2：質(zhì)量m和角速度一定時(shí)，向心力與半徑r的關(guān)系．

演示3：質(zhì)量m和半徑r一定時(shí)，向心力與角速度的關(guān)系．

給出進(jìn)而得在．

（五）討論向心力與半徑的關(guān)系：

向心力究竟與半徑成正比還是反比？提醒學(xué)生注意數(shù)學(xué)中的正比例函數(shù)中的k應(yīng)為常數(shù)．因此，若m、為常數(shù)據(jù)知與r成正比；若m、v為常數(shù)，據(jù)可知與r成反比，若無(wú)特殊條件，不能說(shuō)向心力與半徑r成正比還是成反比．

二、向心加速度：

（一）根據(jù)牛頓第二定律

得：

（二）討論勻速圓周運(yùn)動(dòng)中各個(gè)物理量是否為恒量：

vTf

探究活動(dòng)

感受向心力

在一根結(jié)實(shí)的細(xì)繩的一端拴一個(gè)橡皮塞或其他小物體，掄動(dòng)細(xì)繩，使小物體做圓周運(yùn)動(dòng)（如圖）．依次改變轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度、半徑和小物體的質(zhì)量．

體驗(yàn)一下手拉細(xì)繩的力（使小球運(yùn)動(dòng)的向心力），在下述幾種情況下，大小有什么不同：使橡皮塞的角速度增大或減小，向心力是變大，還是變小；改變半徑

向心力與向心加速度范文第2篇

教育以人為本，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，在課堂教學(xué)中應(yīng)該讓學(xué)生帶著自己的問(wèn)題去探究以體現(xiàn)學(xué)生的主體性。

【教材分析】

本節(jié)課是從動(dòng)力學(xué)的角度研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的，這部分知識(shí)是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是學(xué)好圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵點(diǎn)，學(xué)好這部分知識(shí)，可以為后面的天體運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)打好基礎(chǔ)。

教材的編排思路很清晰，先是從身邊的事例出發(fā)，讓學(xué)生體驗(yàn)到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要有一個(gè)指向圓心的力，從而引出向心力的概念。由于上一節(jié)中，已經(jīng)從一般性的結(jié)論入手，利用矢量運(yùn)算，在普遍情況下得出做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度方向指向圓心的結(jié)論，進(jìn)一步得到了向心加速度的大小。于是根據(jù)牛頓第二定律，就可以得到做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接著，教材為了讓學(xué)生對(duì)向心力有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)了“實(shí)驗(yàn)”欄目──“用圓錐擺驗(yàn)證向心力的表達(dá)式。實(shí)際上，這個(gè)實(shí)驗(yàn)除了要驗(yàn)證向心力表達(dá)式之外，另外一個(gè)目的就是可以讓學(xué)生體驗(yàn)到“向心力不是一個(gè)新的力，而是一個(gè)效果力”，也即讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)分析向心力的來(lái)源。

與過(guò)去不同的是，本節(jié)中又討論了變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)。這樣安排的目的是從生活實(shí)際出發(fā)，在更廣闊的背景下讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到什么情況下物體將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下會(huì)做變速圓周運(yùn)動(dòng)。以及知道如何處理一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。

【學(xué)情分析】

(1)思維基礎(chǔ)

根據(jù)新課程教學(xué)理念，從高一第一學(xué)期開始，在課堂教學(xué)過(guò)程中教師一直重視“過(guò)程與方法”的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法，即“是什么?──怎么樣?──為什么?”的思維方法。因此，本設(shè)計(jì)中就通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景，激勵(lì)學(xué)生自己提出想要研究的問(wèn)題。

(2)心理特點(diǎn)

依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過(guò)程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過(guò)渡，也是由直觀認(rèn)識(shí)向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過(guò)渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律，本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。

(3)已有知識(shí)

通過(guò)前一節(jié)《向心加速度》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了向心加速度的方向指向圓心，它描述了物體速度方向變化的快慢。于是根據(jù)牛頓第二定律可知，這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的力。因此將向心加速度的表達(dá)式代入牛頓第二定律即可得到向心力的表達(dá)式。

但由于錯(cuò)誤的經(jīng)驗(yàn)或者說(shuō)是思維定勢(shì)，學(xué)生往往認(rèn)為向心力是一種新的力，因此“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”(即向心力的來(lái)源)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，將是個(gè)難點(diǎn)。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.知識(shí)與技能

(1)知道什么是向心力，理解它是一種效果力。

(2)理解向心力公式的確切含義，并能用來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。

(3)知道變速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力是合外力的一個(gè)分力，知道合外力的作用效果。

2.過(guò)程與方法

(1)通過(guò)對(duì)向心力概念的探究體驗(yàn)，讓學(xué)生理解其概念。并掌握處理問(wèn)題的一般方法：提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。

(2)在驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的過(guò)程中，體會(huì)控制變量法在解決問(wèn)題中的作用。

(3)經(jīng)歷從勻速圓周運(yùn)動(dòng)到變速圓周運(yùn)動(dòng)再到一般曲線運(yùn)動(dòng)的研究過(guò)程，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)解決問(wèn)題從特殊到一般的思維方法。并學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的觀點(diǎn)分析、解決問(wèn)題。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀

(1)經(jīng)歷從自己提出問(wèn)題到自己解決問(wèn)題的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)及思維能力。

(2)經(jīng)歷從特殊到一般的研究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

(3)實(shí)例、實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活，拉近科學(xué)與學(xué)生的距離，使學(xué)生感到科學(xué)就在身邊，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

1.教學(xué)重點(diǎn)

(1)理解向心力的概念和公式的建立。

(2)理解向心力的公式，并能用來(lái)進(jìn)行計(jì)算。

(3)理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

2.教學(xué)難點(diǎn)

(1)向心力的來(lái)源。

(2)理解向心力只改變速度的方向，不改變速度的大小。

【教學(xué)策略與手段】

本節(jié)課設(shè)計(jì)成了探究性學(xué)習(xí)課，即在教師創(chuàng)設(shè)情景，讓學(xué)生自己提出想要知道的問(wèn)題，在教師的引導(dǎo)下，通過(guò)全班同學(xué)的討論，自評(píng)和互評(píng)來(lái)不斷完善。教師在教學(xué)中通過(guò)具體的實(shí)例、實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲望，讓學(xué)生主動(dòng)參與到探究的過(guò)程，成為學(xué)習(xí)的主體，積極主動(dòng)地獲取知識(shí)和能力。

一、難點(diǎn)的突破

“向心力不是一種新的力，而是根據(jù)作用效果命名的力”和“向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)”對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)都將是難點(diǎn)。因此在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的例子中，必須讓學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析，并讓學(xué)生判斷合力的作用效果是什么、產(chǎn)生了怎樣的加速度，目的是讓學(xué)生體驗(yàn)向心力的來(lái)源。在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，讓學(xué)生對(duì)物體進(jìn)行受力分析，說(shuō)明各個(gè)力產(chǎn)生怎樣的加速度，從而進(jìn)一步得到向心力和切向力的作用效果。

二、對(duì)教材中兩個(gè)地方的處理

1.由于課本中用來(lái)粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式的圓錐擺運(yùn)動(dòng)在課堂中很難實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生測(cè)量，所以本設(shè)計(jì)中安排了先用向心力演示儀去驗(yàn)證向心力的表達(dá)式，然后在讓學(xué)生分析游樂(lè)園中轉(zhuǎn)椅的運(yùn)動(dòng)和受力情況后，通過(guò)讓學(xué)生體驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室里粗略測(cè)量圓錐擺模型運(yùn)動(dòng)中的向心力大小以落實(shí)它的向心力來(lái)源，并向?qū)W生說(shuō)明我們可以用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

2.為說(shuō)明做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它受到的力并不是通過(guò)圓心時(shí)，課本上是通過(guò)實(shí)例鏈球運(yùn)動(dòng)和學(xué)生自己讓小沙袋做變速圓周運(yùn)動(dòng)的體驗(yàn)來(lái)說(shuō)明。這里本人認(rèn)為直接這樣讓學(xué)生體驗(yàn)并得到上述結(jié)論難度不小，所以本設(shè)計(jì)中先讓學(xué)生通過(guò)對(duì)游樂(lè)園中過(guò)山車做變速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行受力分析，從而得到──物體在什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)，然后讓學(xué)生觀察并分析鏈球運(yùn)動(dòng)和體驗(yàn)讓小球做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況，從而降低了難度。

三、本節(jié)課的教學(xué)流程設(shè)計(jì)為

1.向心力概念的引出。

2.引導(dǎo)學(xué)生提出自己想要研究的問(wèn)題。

3.鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決自己提出的一部分問(wèn)題。

4.用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

5.從游樂(lè)園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí)：①分析圓錐擺中向心力的來(lái)源;②用圓錐擺模型可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式。

6.由游樂(lè)園中的過(guò)山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí)：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)。

7.讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法。

8.課堂小結(jié)。

在教學(xué)手段上，充分使用ppt、視頻、演示實(shí)驗(yàn)、身邊的圓周運(yùn)動(dòng)，以增強(qiáng)教學(xué)的生動(dòng)性和形象性，活躍課堂氣氛，從而充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，落實(shí)教學(xué)目標(biāo)。

【課前準(zhǔn)備】

1.實(shí)驗(yàn)儀器：帶細(xì)繩的小鋼球(兩人一個(gè))。

2.動(dòng)畫及視頻：地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)、圓錐擺(動(dòng)畫)，雙人花樣滑冰，游樂(lè)園中的轉(zhuǎn)椅和過(guò)山車、鏈球運(yùn)動(dòng)的視頻及圖片。

3.制作ppt。

【教學(xué)過(guò)程】

一、向心力概念的引出

師：我們先看幾個(gè)做圓周運(yùn)動(dòng)的例子，思考這樣一個(gè)問(wèn)題：這些做圓周運(yùn)動(dòng)的物體為什么不會(huì)飛出去，而是老老實(shí)實(shí)地繞著一個(gè)中心點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)?

大家也可以自己動(dòng)手制作一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)(事先給學(xué)生發(fā)了個(gè)帶細(xì)繩的小球)

生：受到了拉力的作用，

[學(xué)生活動(dòng)]：對(duì)以上做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力分析

師：這些力的指向有什么特點(diǎn)呢?

生：指向圓心。

師：我們把這樣的力叫做向心力。

板書向心力：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所需的指向圓心的力，符號(hào)：Fn

二、引導(dǎo)學(xué)生提出自己要研究的問(wèn)題

師：這節(jié)我們就來(lái)研究向心力。接下來(lái)我想把課堂交給在座的各位同學(xué)。關(guān)于向心力，你想知道什么，想研究什么，就以問(wèn)題的形式提出來(lái)，我們一起解決。大家先考慮兩分鐘。同桌、前后排的同學(xué)也可以相互討論下。

[學(xué)生活動(dòng)]：

生1：向心力的方向與向心加速度的方向是否相同?

生2：向心力的大小跟什么有關(guān)?與ω、ν之間什么關(guān)系?

生3：向心力的大小怎么測(cè)量計(jì)算?

生4：向心力有什么特點(diǎn)?

生5：向心力的作用效果是怎樣的?

生6：向心力是不是合力?

生7：向心力的來(lái)源?

生8：向心力的施力物體是什么?

生9：圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為何不變?

生10：向心力與向心加速度的關(guān)系如何?

(師將這些問(wèn)題一一寫道黑板上)

三、鼓勵(lì)學(xué)生先共同解決一部分問(wèn)題

師：有問(wèn)題我們一起解決，大家思考下這些問(wèn)題，看看你能不能幫別人解決這些問(wèn)題。

以下是課堂實(shí)錄：

生1(男)：老師我回答第一個(gè)問(wèn)題，我覺得向心加速度方向與向心力的方向相同，因?yàn)楦鶕?jù)牛頓第二定律，

得到加速度的方向與力的方向是一致的。

師：大家都同意他的看法嗎?

生2(女)：我不同意，因?yàn)榕ｎD第二定律是在直線運(yùn)動(dòng)中的，這里是曲線運(yùn)動(dòng)，情況不一樣，所以不能用牛頓第二定律得出來(lái)。

生3(女)：我認(rèn)為他是對(duì)的。因?yàn)榕ｎD第二定律是說(shuō)物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。也沒(méi)說(shuō)在曲線運(yùn)動(dòng)中不成立，所以是對(duì)的。

(師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)受力分析，并由上節(jié)課學(xué)習(xí)的在圓周運(yùn)動(dòng)中某點(diǎn)的向心加速度方向指向圓心，從而總結(jié)得到牛頓第二定律在曲線運(yùn)動(dòng)中仍成立。)

生4：根據(jù)牛二律

可以得到

四、用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論──用向心力演示儀驗(yàn)證向心力表達(dá)式

師：剛才我們已經(jīng)得到了向心力的表達(dá)式。理論的正確與否我們必須要用實(shí)踐去證明。

引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出怎么去驗(yàn)證──利用控制變量法。

介紹向心力演示儀原理，請(qǐng)一位學(xué)生自己來(lái)演示給全班同學(xué)看。

引導(dǎo)學(xué)生由多次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以得到：

半徑r、角速度ω一定，

與質(zhì)量m成正比

質(zhì)量m、角速度ω一定，

與半徑r成正比;

質(zhì)量m、半徑r一定，

與角速度ω的平方成正比;

到此為止，以上學(xué)生提出的很多問(wèn)題都得到了解決

(師將這些解決掉的問(wèn)題一一畫勾)

五、從游樂(lè)園里轉(zhuǎn)椅出發(fā)落實(shí)：①分析圓錐擺中向心力的來(lái)源②用圓錐擺實(shí)驗(yàn)可以粗略去驗(yàn)證向心力表達(dá)式

1.圓周擺

(1)游樂(lè)園圖片及視頻材料

(2)學(xué)生動(dòng)手讓小球做圓錐擺運(yùn)動(dòng)

(3)建立物理模型(如圖所示)

思考與討論：

①如圖所示，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球受到哪些力的作用?合力產(chǎn)生了怎樣的加速度?

②能否在實(shí)驗(yàn)室里粗略計(jì)算此勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的向心力大小?

分析：

①這里的受力分析結(jié)合前面落實(shí)：向心力不是一種新的力，它可以是重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力，也可以是這些性質(zhì)力的合力，也可以是這些性質(zhì)力的一個(gè)分力。

②在“實(shí)驗(yàn)室里如何計(jì)算向心力的大小”這里，引導(dǎo)學(xué)生可以設(shè)計(jì)兩種方法去測(cè)。

師：我們課本上就是利用圓錐擺中可以有兩種方法測(cè)向心力來(lái)粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的，同學(xué)們課后有興趣完全可以自己去做一下。

六、由游樂(lè)園中的過(guò)山車模型和運(yùn)動(dòng)員的鏈球運(yùn)動(dòng)落實(shí)：物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)的條件及向心力和切向力的作用效果和特點(diǎn)

1、看過(guò)山車視頻并對(duì)右圖中的情況進(jìn)行受力分析，說(shuō)明各個(gè)力產(chǎn)生了怎樣的加速度，并進(jìn)一步引導(dǎo)向心力的來(lái)源。

分析圖1落實(shí)：

①向心力和切向力的作用效果。

②什么情況下物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況下做變速圓周運(yùn)動(dòng)。

師：哪個(gè)力提供向心力?

有向心力就向心加速度，上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的向心力可以改變什么?

引導(dǎo)得到向心力的作用效果：只改變速度的方向。

師：切線方向上的重力會(huì)對(duì)物產(chǎn)生怎么樣的影響?

引導(dǎo)學(xué)生得到切向力改變了速度的大小。

2、總結(jié)什么情況下，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么情況是做變速圓周運(yùn)動(dòng)

勻速圓周運(yùn)動(dòng)：只有向心加速度時(shí)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度時(shí)。

3、分析圖2、圖3，讓學(xué)生獲得在不同情況下如何分析向心力和切線力的來(lái)源

4、讓學(xué)生觀察和自己動(dòng)手體驗(yàn)變速圓周運(yùn)動(dòng)從而得到變速圓周運(yùn)動(dòng)物體受力情況。

再次問(wèn)學(xué)生：向心力是否一定是合力?

生：不一定

(七)讓學(xué)生知道研究一般曲線運(yùn)動(dòng)的方法：曲線小段圓弧圓周運(yùn)動(dòng)，即利用微元法將曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看做一小段圓弧，然后進(jìn)行研究。

八、課堂小結(jié)

課堂的最后將學(xué)生的問(wèn)題歸類：說(shuō)到底我們研究了向心力的大小，方向，作用效果，來(lái)源。

【板書設(shè)計(jì)】

向心力

1.定義：使物體做圓周運(yùn)動(dòng)，指向圓心的力。

2.研究?jī)?nèi)容：

⑴向心力的方向與向心加速度的方向是否相同?

⑵向心力的大小跟什么有關(guān)?與ω、ν之間什么關(guān)系?

⑶向心力的大小怎么測(cè)量計(jì)算?

⑷向心力有什么特點(diǎn)?

⑸向心力的作用效果是怎樣的?

⑹向心力是不是合力?

⑺向心力的來(lái)源?

⑻向心力的施力物體是什么?

⑼圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為何不變?

⑽向心力與向心加速度的關(guān)系如何?

3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)：僅有向心加速度的運(yùn)動(dòng)。

變速圓周運(yùn)動(dòng)：同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。

4.問(wèn)題歸納：

⑴向心力的方向

⑵向心力的大小

⑶向心力的作用效果

⑷向心力的來(lái)源

【問(wèn)題研討】

1.這是一節(jié)探究型學(xué)習(xí)課。本堂課中學(xué)生活動(dòng)較多，所用時(shí)間相應(yīng)就多了，所以整堂課沒(méi)有寬裕的時(shí)間用來(lái)提供例題讓學(xué)生利用向心力表達(dá)式簡(jiǎn)單計(jì)算物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力和分析向心力的來(lái)源。

2.因?yàn)檎枚际且詫W(xué)生為主的探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出自己關(guān)心、想要知道的問(wèn)題，解決問(wèn)題的時(shí)候又主要是以學(xué)生自評(píng)和互評(píng)以及合作學(xué)習(xí)而得出結(jié)論的，所以在結(jié)論的得出或是結(jié)論的表述可能會(huì)不嚴(yán)密，難免缺少知識(shí)的系統(tǒng)性，因此如何處理和保持好探究性學(xué)習(xí)中知識(shí)的系統(tǒng)性是探究性學(xué)習(xí)中的值得我們?nèi)パ芯康膯?wèn)題。

3.探究型學(xué)習(xí)課給教師提出了很高了要求。在探究的第一個(gè)環(huán)節(jié)一定要千方百計(jì)的鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，但由于學(xué)生之間存在差異性，不同的學(xué)生提出的問(wèn)題層次各有不同，因此一定要因材施教，根據(jù)不同的學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的情景以及要運(yùn)用不同的引導(dǎo)方法、激勵(lì)方法和評(píng)價(jià)方案;根據(jù)不同的學(xué)生，采用不同的方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性等等。這就給教師提出了很大的要求。又由于學(xué)生提出的問(wèn)題的難預(yù)料，給課堂教學(xué)帶來(lái)了一定的難度。這就要求教師具有較強(qiáng)的引導(dǎo)和應(yīng)變能力以及較強(qiáng)的課堂管理能力，同時(shí)教師必須要非常了解學(xué)生，教師平時(shí)多走進(jìn)學(xué)生，關(guān)愛學(xué)生，了解學(xué)生，懂得學(xué)生的興趣點(diǎn);尊重每一位學(xué)生，但不放縱學(xué)生等。對(duì)于教師本人，必須要有強(qiáng)烈的“以學(xué)生為主體”的意識(shí)，課堂應(yīng)該是屬于學(xué)生的課堂，同時(shí)一要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)和諧、平等、民主的課堂氛圍。

參考資料：

1.人教版物理必修2《教師教學(xué)用書》，人民教育出版社，第41頁(yè)。

向心力與向心加速度范文第3篇

■ 一、 基礎(chǔ)知識(shí)及概念辨析

■ 1. 速度概念的拓展

（1） 物體的速度方向（運(yùn)動(dòng)方向），就是該物體（質(zhì)點(diǎn)）運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向.

（2） 曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，有加速度.

■ 2. 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件

（1） 物體保持直線運(yùn)動(dòng)的條件：合外力（加速度）方向與瞬時(shí)速度方向在同一條直線上. 例如，豎直上拋運(yùn)動(dòng)、彈簧下掛重物的上下振動(dòng).

（2） 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力方向與其瞬時(shí)速度方向不在同一直線上.

■ 3. 運(yùn)動(dòng)的合成和分解

（1） 分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng) 一個(gè)二維平面內(nèi)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看成是兩個(gè)互相垂直的分運(yùn)動(dòng)的合成. 運(yùn)動(dòng)的分解就是從合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng). 位移、速度、加速度都是矢量，均可以列出相應(yīng)的關(guān)于時(shí)間的參數(shù)方程.

（2） 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性、獨(dú)立性和等效性. 運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則.

（3） 兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)，有可能是靜止、直線運(yùn)動(dòng)或曲線運(yùn)動(dòng).

（4） 拋體運(yùn)動(dòng)是水平方向直線運(yùn)動(dòng)（或速度為零）與豎直方向加速度為重力加速度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).

■ 4. 平拋運(yùn)動(dòng)

（1） 定義：以一定水平速度將物體拋出，忽略空氣阻力，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng). 平拋運(yùn)動(dòng)是具有水平方向初速度的拋體運(yùn)動(dòng)，其加速度為重力加速度.

（2） 物體做平拋運(yùn)動(dòng)的條件是：① 有水平方向的初速度；② 加速度加重力加速度.

（3） 性質(zhì)：平拋運(yùn)動(dòng)是水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)的合成. 平拋運(yùn)動(dòng)是加速度不變的運(yùn)動(dòng)，單位時(shí)間內(nèi)速度變化量相同，是勻變速曲線運(yùn)動(dòng).

（4） 運(yùn)動(dòng)規(guī)律：

① 速度：vx=v0，vy=gt，v=■，

方向：tan θ=■=■.

② 位移：x=v0t，y=■gt2，

合位移大小：s=■，

方向：tan α=■=■.

③ 時(shí)間：由y=■gt2得t=■（由下落的高度y決定）.

④ 豎直方向?yàn)関0y=0的勻變速運(yùn)動(dòng)，勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律在豎直方向上都成立.

（5） 直線運(yùn)動(dòng)中規(guī)律的應(yīng)用：豎直方向上相鄰的相等時(shí)間間隔內(nèi)位移差是一個(gè)定值. Δy=gT 2.

■ 5. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)

（1） 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是軌跡為圓的運(yùn)動(dòng). 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，是變加速曲線運(yùn)動(dòng). 勻速圓周運(yùn)動(dòng)線速度大小、加速度大小不變. 勻速圓周運(yùn)動(dòng)角速度、周期、頻率、轉(zhuǎn)速不變.

（2） 描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量：弧長(zhǎng)、角度、線速度、角速度、加速度、周期和頻率、轉(zhuǎn)速.

① 線速度：大小v=■；方向在圓周該點(diǎn)的切線上；單位：m/s.

② 角速度：大小ω=■；單位：rad/s.

③ 周期T：運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間，單位：s.

④ 頻率 f =■：每秒鐘轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，單位：Hz.

v、ω、T、 f 之間的關(guān)系：

v=■=■=2πr f ，ω=■=■=2π f ，v=rω.

（3） 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件是：合外力方向始終與物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直. 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即物體受到的合外力.

■ 6. 向心力和向心加速度

（1） 向心力在圓周運(yùn)動(dòng)中，是指向圓心的分力，在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，是使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的合外力.

（2） 向心加速度只描述圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)速度方向改變的快慢，與速度大小改變無(wú)關(guān).

（3） 向心力：大小F=mrω2=m■=mr■2=mr（2π f ）2.

方向：總是指向圓心（時(shí)刻在變）.

（4） 向心加速度：大小a=rω2=■=r■2=r（2π f ）2.

方向：總是指向圓心（也總是在變）.

■ 7. 離心運(yùn)動(dòng)

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，合外力提供的向心力不足時(shí)，運(yùn)動(dòng)半徑增大，物體“被甩出”的運(yùn)動(dòng).

■ 三、 曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別與聯(lián)系

（1） 直線運(yùn)動(dòng)一般選擇運(yùn)動(dòng)軌跡所在直線為一維坐標(biāo)系，曲線運(yùn)動(dòng)選擇二維平面坐標(biāo)系.

（2） 直線運(yùn)動(dòng)一般只考慮位移、速度、加速度的大小變化，不涉及它們的方向變化，而曲線運(yùn)動(dòng)必須考慮這些矢量的方向及其變化，使問(wèn)題顯得更復(fù)雜，綜合性更強(qiáng). 例如，平拋運(yùn)動(dòng)加速度不變，但速度、位移大小方向均變化；勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度、加速度大小不變，但它們的方向時(shí)刻變化.

向心力與向心加速度范文第4篇

教參中指出，靜摩擦力的產(chǎn)生是因?yàn)槲飰K有遠(yuǎn)離圓盤的趨勢(shì).這一說(shuō)法的完整表述應(yīng)為“以圓盤為參照物，物塊與圓盤相對(duì)靜止，但物塊由于受離心力作用，具有沿半徑向外加速的趨勢(shì).”這一說(shuō)法是正確的，但許多人無(wú)法接受由于選擇非慣性參考系而引入的這一慣性力 ―― 離心力（與此相似的還有高一地理課中涉及到的地轉(zhuǎn)偏向力）.此力沒(méi)有施力物體，這和學(xué)生已有的力的概念認(rèn)知相沖突.

常見的錯(cuò)誤理解是，假如物塊光滑，則物塊由于慣性將沿切線方向運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明物塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)存在遠(yuǎn)離圓心的趨勢(shì).顯然這一觀點(diǎn)同教參的觀點(diǎn)有明顯不同，前者所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是相對(duì)于圓盤，后者所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是相對(duì)于圓心.說(shuō)穿了，持后一種觀點(diǎn)的人是自欺欺人，因?yàn)樗麄冏约盒闹斜緛?lái)就不存在一個(gè)既不靠近又不遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)方向.還有人費(fèi)盡心思用微元法證明了物塊存在遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，一方面，證明方法本身存在問(wèn)題，切點(diǎn)時(shí)刻不在所取的時(shí)間元內(nèi)部；另一方面，即使權(quán)且認(rèn)為存在遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，也無(wú)法解釋圓盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)或減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的靜摩擦力方向，因?yàn)閳A心位置和某一瞬時(shí)切向速度的前提條件是相同的，又怎能得出不同方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)呢？說(shuō)明此方法不能自洽.事實(shí)上，在切點(diǎn)位置，物塊速度沿切線方向本身就是既不靠近又不遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)方向.問(wèn)題的關(guān)鍵是判斷方法出了偏差.

到此為止，有人就提出了我的說(shuō)法自相矛盾，既承認(rèn)了教參中所說(shuō)的物塊有遠(yuǎn)離圓盤的趨勢(shì)，現(xiàn)在又否定物塊有遠(yuǎn)離圓心的趨勢(shì).其實(shí)并不矛盾，兩次判斷的參考系不同，物塊的受力不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化不同，描述的參考對(duì)象也不同.但無(wú)論開始時(shí)選哪個(gè)參考系，最終表述同一位置的同樣兩個(gè)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)應(yīng)有唯一的答案.是的，以圓盤為參照物時(shí)，假設(shè)沒(méi)有摩擦力，物塊在離心力作用下從靜止出發(fā)運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條圓的漸開線，該曲線起點(diǎn)處的切線方向沿半徑向外，這一方向代表的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是由離心力產(chǎn)生的離心加速度引起的.物塊相對(duì)于圓盤上對(duì)應(yīng)部分存在向外運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的問(wèn)題在慣性系中另有成因，那就是圓盤上與物塊對(duì)應(yīng)部分在向心力作用下產(chǎn)生向心加速度，有向心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，相對(duì)而言，物塊相對(duì)這部分圓盤就有了向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).

也有人這樣解釋，物塊所受重力和支持力都在豎直方向上，唯有摩擦力在水平方向上，故只能是指向圓心的靜摩擦力提供向心力.筆者認(rèn)為，以此作為構(gòu)建向心力概念的一部分尚可，但不能作為靜摩擦力產(chǎn)生的直接原因.

判斷有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)物理量，不應(yīng)當(dāng)根據(jù)定性描述.有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)根據(jù)相對(duì)速度，有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)根據(jù)假設(shè)沒(méi)有摩擦力存在條件下的相對(duì)加速度.

設(shè)A是放在圓盤上的物塊，B是物塊A下面對(duì)應(yīng)的圓盤部分，擺在我們面前的任務(wù)是由aA對(duì)B=aA-aB確定aA對(duì)B.

最簡(jiǎn)便的途徑是選B為參照物，則aB=0，aA對(duì)B=A.但問(wèn)題是，若B為慣性系，則問(wèn)題自然簡(jiǎn)單，無(wú)須贅述.若B為非慣性系，則確定aA就涉及到了慣性力，正如教參中的解釋.為了便于大家接受，我們選慣性參考系，先確定aA和aB，進(jìn)而再確定aA對(duì)B的方向.地面參考系是慣性系，我們的問(wèn)題中圓盤上物塊在假設(shè)不受摩擦力時(shí)將相對(duì)于地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，與它固結(jié)的參考系也是慣性系，我們可以選用這兩個(gè)參考系中的任意一個(gè).

需要注意的是，分析受力，確定加速度，屬于動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，為回避慣性力，必須選用慣性參考系；確定速度、相對(duì)速度、相對(duì)加速度屬于運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題，可以任意選用參考系.

下面從靜摩擦力的基本概念出發(fā)，運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的知識(shí)加以分析：

1.靜摩擦力的概念

靜摩擦力產(chǎn)生在相互接觸且存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的兩個(gè)物體之間，靜摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.這里相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向是以跟它直接接觸的物體為參考，而跟別的物體風(fēng)馬牛不相及.而今天的問(wèn)題中，應(yīng)選跟物體接觸的圓盤部分為參考，不應(yīng)選圓盤其余部分（包括圓心），除非選用圓盤參考系（非慣性系）.

2.動(dòng)力學(xué)相關(guān)知識(shí)

3.運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)知識(shí)

aB對(duì)A=aB-aA=aB說(shuō)明B相對(duì)于A存在指向圓心方向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).轉(zhuǎn)換參考系，以B為參考，aA對(duì)B=aA-aB=-aB，負(fù)號(hào)表示aA對(duì)B的方向背向圓心，說(shuō)明A相對(duì)于B在遠(yuǎn)離圓心的方向上存在運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).我們的問(wèn)題得以解決.

綜上可知，物塊相對(duì)于相接觸的圓盤部分有向外運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的成因，對(duì)圓盤參考系來(lái)說(shuō)是由于物塊受到了離心力作用，對(duì)慣性參考系來(lái)說(shuō)是由于相接觸的圓盤部分受到了向心力作用，跟物塊的瞬時(shí)速度方向沒(méi)有關(guān)系.在慣性系中，與物塊的瞬時(shí)速度對(duì)應(yīng)的是與圓心存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而不是相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì).

（離心力）A產(chǎn)生離心加速度地面（慣性系）vA=vB=vA不受水平力，

B受向心力B產(chǎn)生向心加速度物塊（慣性系）vA=vB=0不考慮A受力，

B受向心力B產(chǎn)生向心加速度由表格中的分析可以看出，遇到研究較復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，明確參考系有時(shí)是非常必要的.

下面通過(guò)實(shí)例進(jìn)一步確認(rèn)上面常見觀點(diǎn)的錯(cuò)誤.

向心力與向心加速度范文第5篇

1.(2012·安徽高考)我國(guó)發(fā)射的“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在對(duì)接前,“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為350km,“神舟八號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為343km。它們的運(yùn)行軌道均視為圓周,則　()

A.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”速度大

B.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”周期長(zhǎng)

C.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”角速度大

D.“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”加速度大

2.近年來(lái),人類發(fā)射的多枚火星探測(cè)器已經(jīng)相繼在火星上著陸,正在進(jìn)行著激動(dòng)人心的科學(xué)探究,為我們將來(lái)登上火星、開發(fā)和利用火星打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果火星探測(cè)器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng),并測(cè)得該運(yùn)動(dòng)的周期為T,若火星的平均密度為ρ。下列關(guān)系式中正確的是　()

A.ρ∝TB.ρ∝C.ρ∝T2D.ρ∝

3.(2013·寧波模擬)1798年,英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許測(cè)出萬(wàn)有引力常量G,因此卡文迪許被人們稱為能稱出地球質(zhì)量的人。若已知萬(wàn)有引力常量G,地球表面處的重力加速度g,地球半徑R,地球上一個(gè)晝夜的時(shí)間T1(地球自轉(zhuǎn)周期),一年的時(shí)間T2(地球公轉(zhuǎn)的周期),地球中心到月球中心的距離L1,地球中心到太陽(yáng)中心的距離L2。你能計(jì)算出　()

A.地球的質(zhì)量m地=

B.太陽(yáng)的質(zhì)量m太=

C.月球的質(zhì)量m月=

D.可求月球、地球及太陽(yáng)的密度

4.(2012·新課標(biāo)全國(guó)卷)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為　()

A.1- B.1+ C.()2 D.()2

5.(2013·德州模擬)假設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍,則下列有關(guān)地球同步衛(wèi)星的敘述正確的是　()

A.運(yùn)行速度是第一宇宙速度的倍

B.運(yùn)行速度是第一宇宙速度的倍

C.向心加速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的n倍

D.向心加速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的倍

6.(2013·萊蕪模擬)假設(shè)月亮和同步衛(wèi)星都是繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,下列說(shuō)法正確的是　()

A.同步衛(wèi)星的線速度大于月亮的線速度

B.同步衛(wèi)星的角速度大于月亮的角速度

C.同步衛(wèi)星的向心加速度大于月亮的向心加速度

D.同步衛(wèi)星的軌道半徑大于月亮的軌道半徑

7.(2013·蚌埠模擬)2011年9月29日,我國(guó)成功發(fā)射“天宮一號(hào)”飛行器,“天宮一號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度約為28 000 km/h,地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度約為3.1 km/s,比較兩者繞地球的運(yùn)動(dòng)　()

A.“天宮一號(hào)”的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑

B.“天宮一號(hào)”的周期大于同步衛(wèi)星的周期

C.“天宮一號(hào)”的角速度小于同步衛(wèi)星的角速度

D.“天宮一號(hào)”的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度

8.宇宙中兩個(gè)星球可以組成雙星,它們只在相互間的萬(wàn)有引力作用下,繞球心連線的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)宇宙大爆炸理論,雙星間的距離在不斷緩慢增加,設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是　()

A.雙星相互間的萬(wàn)有引力減小

B.雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度增大

C.雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期增大

D.雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大

9.地球同步衛(wèi)星離地心距離為r,運(yùn)行速度為v1,加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球半徑為R,則以下正確的是

()

A.= B.=()2

C.= D.=(

10.(能力挑戰(zhàn)題)搭載著“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的“三號(hào)丙”運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射,衛(wèi)星由地面發(fā)射后,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月球表面100公里、周期為118分鐘的工作軌道,開始對(duì)月球進(jìn)行探測(cè),則　()

A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小

B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度比在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大

C.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上短

D.衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機(jī)械能比在軌道Ⅱ上多

二、計(jì)算題(本大題共2小題,共30分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)

11.(2013·南寧模擬)(14分)偵察衛(wèi)星在通過(guò)地球兩極上空的圓形軌道上運(yùn)動(dòng),它的運(yùn)動(dòng)軌道距離地面的高度為h,要使衛(wèi)星在一天時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處的情況全部都拍攝下來(lái)(衛(wèi)星轉(zhuǎn)一圈拍攝一次),衛(wèi)星在每次通過(guò)赤道上空時(shí),衛(wèi)星的攝像機(jī)至少能拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少?設(shè)地球的半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)周期為T。

12.(2013·桂林模擬)(16分)我國(guó)已啟動(dòng)“嫦娥工程”,并于2007年10月24日和2010年10月1日分別將“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”成功發(fā)射,“嫦娥三號(hào)”亦有望在2013年落月探測(cè)90天,并已給落月點(diǎn)起了一個(gè)富有詩(shī)意的名字——“廣寒宮”。

(1)若已知地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T,月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),請(qǐng)求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r。

(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球落回拋出點(diǎn)。已知月球半徑為r月,引力常量為G,請(qǐng)求出月球的質(zhì)量M月。

答案解析

1.【解析】選B。由G=mrω2=m=mr=ma,得v=,ω=,T=2π,a=,由于r天>r神,所以v天T神,a天ω月,選項(xiàng)B正確;由G=m得T=

2π,故r衛(wèi)星v月,選項(xiàng)A正確;由G=ma得a=可知a衛(wèi)星>a月,選項(xiàng)C正確。

7.【解析】選D。“天宮一號(hào)”飛行器和同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供,由牛頓第二定律得G=m,解得r=,由于“天宮一號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度,故“天宮一號(hào)”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由G=mr=mω2r=man得T=

2π,ω=,an=,故軌道半徑越大,周期越長(zhǎng)、角速度越小、向心加速度越小,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤,D正確。

8.【解析】選B。由m1r1ω2=m2r2ω2及r1+r2=r得,r1=,r2=,可知D正確;F=G=m1r1ω2=m2r2ω2,r增大,F減小,A正確;r1增大,ω減小,B錯(cuò)誤;由T=知T增大,C正確。

9.【解析】選A、D。設(shè)地球的質(zhì)量為M,同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m1,地球赤道上的物體質(zhì)量為m2,近地衛(wèi)星的質(zhì)量為m'2,根據(jù)向心加速度和角速度的關(guān)系有:

a1=r,a2=R,ω1=ω2

故=,可知選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤。

由萬(wàn)有引力定律得:

對(duì)同步衛(wèi)星:G=m1,

對(duì)近地衛(wèi)星:G=m'2

由以上兩式解得:=,可知選項(xiàng)D正確,C錯(cuò)誤。

【總結(jié)提升】同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的比較

(1)近地衛(wèi)星是軌道半徑等于地球半徑的衛(wèi)星,衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。同步衛(wèi)星是在赤道平面內(nèi),定點(diǎn)在某一特定高度的衛(wèi)星,其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體是地球的一個(gè)部分,它不是地球的衛(wèi)星,充當(dāng)向心力的是物體所受萬(wàn)有引力與重力之差。

(2)近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的共同點(diǎn)是衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供;同步衛(wèi)星與赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的共同點(diǎn)是具有相同的角速度。當(dāng)比較近地衛(wèi)星和赤道上物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),往往借助同步衛(wèi)星這條紐帶會(huì)使問(wèn)題迎刃而解。

10.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):

(1)衛(wèi)星在橢圓軌道近地點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng),在遠(yuǎn)地點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)。

(2)由開普勒定律為定值,確定衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的周期。

(3)衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道越高機(jī)械能越大。

【解析】選A、C、D。由G=m得v=,故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小,選項(xiàng)A正確;衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)做離心運(yùn)動(dòng),其速度比在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由開普勒定律可知為定值,故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上短,選項(xiàng)C正確;衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機(jī)械能比在軌道Ⅱ上多,選項(xiàng)D正確。

10.【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):

(1)衛(wèi)星在橢圓軌道近地點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng),在遠(yuǎn)地點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)。

(2)由開普勒定律為定值,確定衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)的周期。

(3)衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),軌道越高機(jī)械能越大。

【解析】選A、C、D。由G=m得v=,故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小,選項(xiàng)A正確;衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)做離心運(yùn)動(dòng),其速度比在軌道Ⅲ上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由開普勒定律可知為定值,故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道Ⅰ上短,選項(xiàng)C正確;衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的機(jī)械能比在軌道Ⅱ上多,選項(xiàng)D正確。

11.【解析】衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)在地球表面,衛(wèi)星每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過(guò)赤道上空拍攝一次,一天內(nèi)地球自轉(zhuǎn)一周,衛(wèi)星每天可在赤道上空拍攝次數(shù)設(shè)為n;

G=m　 ①(3分)

在地球表面:G=mg　 ②(3分)

由①②式得:T1=2π　 (2分)

n==　 (3分)

每次經(jīng)過(guò)赤道上空要拍攝的赤道弧長(zhǎng)s==　 (3分)

答案：

12.【解析】(1)根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力公式:

G=M月　 (3分)

質(zhì)量為m的物體在地球表面時(shí):G=mg　 (3分)

解得:r=　 (2分)

(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月,根據(jù)題意:

v0=　 (3分)

g月=　 (3分)