資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
6.2向心力
一學(xué)科核心素養(yǎng)
物理觀念
(1)理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的效果命名的，(2)體驗向心力的存在，會分析向心力的來源;
(3)掌握向心力的表達式，計算簡單情景中的向心力。
2.科學(xué)思維
用變速圓周運動的方法研究-般的曲線運動， 滲透物理學(xué)中“微元”的思想。
科學(xué)探究
(1)通過對實驗的觀察、思考和探究，理解向心力;
(2)通過同學(xué)間的討論與交流，培養(yǎng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)與相互交流的能力。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
(1)通過實驗體驗向心力的存在，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強求知的欲望;(2)培養(yǎng)學(xué)生仔細觀察、認真思考、積極參與、實事求是的科學(xué)態(tài)度。
二學(xué)習(xí)重難點
重點:向心力的來源，大小和方向應(yīng)用向心力解決一 些實際問題。
2.難點:向心力的來源，應(yīng)用向心力解決一 些實際問題。
三課前預(yù)習(xí)
1．完成以下填空∶
（1）做變速圓周運動的物體所受合力F不指向圓心，根據(jù)F產(chǎn)生的效果，可以把F分解為兩個相互垂直的分力∶跟圓周相切的分力Ft和指向圓心的分力Fn。Ft改變物體速度的____；Fn提供物體做圓周運動的向心力，改變物體速度的____。
（2）一般的曲線運動研究方法
對于一般曲線運動，可以把這條曲線分割為許多極短的小段，質(zhì)點在每一小段的運動都可以看作_______，然后采用圓周運動的分析方法進行處理。
2．為驗證向心力與物體所受合力的關(guān)系，某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如圖所示的實驗裝置。一輕質(zhì)細線上端固定在力傳感器上，下端懸掛一小鋼球。鋼球靜止時剛好位于光電門中央。主要實驗步驟如下：
①用游標卡尺測得鋼球直徑為d；
②將鋼球靜止懸掛，此時力傳感器的示數(shù)為F1，用毫米刻度尺量得細線長為L；
③將鋼球拉到適當?shù)母叨忍幱伸o止釋放，光電門計時器測得鋼球的遮光時間為t，力傳感器示數(shù)的最大值為F2；已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮間，鋼球遮光長度近似為d。回答下列問題。
(1)鋼球的質(zhì)量m＝____。
(2)鋼球經(jīng)過光電門時的線速度大小v=_____。
(3)若滿足F2-F1=____，則說明鋼球的向心力與鋼球受到的合力相等。
3．如圖所示，有一個水平大圓盤繞過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，小強站在距圓心為r處的P點不動。
（1）關(guān)于小強的受力，下列說法正確的是________；
A．小強在P點不動，因此不受摩擦力作用
B．小強隨圓盤做勻速圓周運動，其重力和支持力充當向心力
C．小強隨圓盤做勻速圓周運動，圓盤對他的摩擦力充當向心力
D．若使圓盤以較小的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時，小強在P點受到的摩擦力不變
（2）如果小強隨圓盤一起做變速圓周運動，那么其所受摩擦力是否仍指向圓心___________？
4．向心力
（1）定義：做勻速圓周運動的物體所受的合力總指向_____，這個指向_____的力叫作向心力。
（2）作用：改變速度的_____。
（3）方向：始終沿著_____指向圓心。
（4）向心力是根據(jù)力的_____命名的，它是由_____提供。
5．變速圓周運動的受力特點
（1）指向圓心的分力Fn提供______，改變物體速度的______；
（2）沿切向方向的分力Ft改變速度的______，與速度方向相同時物體速度______，與速度方向相反時，物體速度______。
6．（1）實驗原理與操作
如圖所示，利用力傳感器測量重物做圓周運動的向心力，利用天平、刻度尺、光電傳感器分別測量重物的質(zhì)量m、做圓周運動的半徑r及角速度ω。實驗過程中，力傳感器與DIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連，可直接顯示力的大小。光電傳感器與DIS數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連，可直接顯示擋光桿擋光的時間，由擋光桿的寬度和擋光桿做圓周運動的半徑，可得到重物做圓周運動的角速度。
實驗時采用_____法，分別研究向心力與質(zhì)量、半徑、角速度的關(guān)系。
（2）實驗數(shù)據(jù)的記錄與分析
①設(shè)計數(shù)據(jù)記錄表格，并將實驗數(shù)據(jù)記錄到表格中（表一、表二、表三）
i、m、r一定（表一）
序號 1 2 3 4 5 6
Fn
ω
ω2
ii、m、ω一定（表二）
序號 1 2 3 4 5 6
Fn
r
iii、r、ω一定（表三）
序號 1 2 3 4 5 6
Fn
m
②數(shù)據(jù)處理
分別作出Fn-ω、Fn-r、Fn-m的圖像，若Fn-ω圖像不是直線，可以作Fn-ω2圖像。
（3）實驗結(jié)論：
①在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與_____成正比。
②在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與_____成正比。
③在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與_____成正比。
7．如圖所示，圖甲為“利用向心力演示器驗證向心力公式”的實驗示意圖，圖乙為其俯視圖。圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同。當a、b兩輪在皮帶的帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，
（1）兩槽轉(zhuǎn)動的角速度______（填“>”“=”或“<”）．
（2）現(xiàn)有兩個質(zhì)量相同的鋼球，球1放在A槽的橫臂擋板處，球2放在B槽的橫臂擋板處，它們到各自轉(zhuǎn)軸的距離之比為2∶1．則鋼球1、2的線速度之比為______；當鋼球1、2各自對應(yīng)的標尺露出的格數(shù)之比為______時，向心力公式得到驗證。
四自我檢測
1．如圖，一圓盤可繞一通過圓心且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放一塊橡皮，橡皮塊隨圓盤一起轉(zhuǎn)動（俯視為逆時針）。某段時間內(nèi)圓盤轉(zhuǎn)速不斷增大，但橡皮塊仍相對圓盤靜止，在這段時間內(nèi)，關(guān)于橡皮塊所受摩擦力Ff的方向的四種表示（俯視圖）中，正確的是（　　）
A． B． C． D．
2．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上，有一物體隨圓筒一起轉(zhuǎn)動而未滑動。若圓筒和物體以更大的角速度做勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（　　）
A．物體所受彈力增大，摩擦力也增大 B．物體所受彈力增大，摩擦力減小
C．物體所受彈力減小，摩擦力也減小 D．物體所受彈力增大，摩擦力不變
3．用如圖所示的裝置做“探究向心力的大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系”實驗，采用的物理方法是（　　）
A．理想實驗法 B．等效替代法
C．控制變量法 D．演繹推理法
4．下列關(guān)于向心力的說法正確的是（　　）
A．物體由于做圓周運動而產(chǎn)生了向心力
B．向心力就是物體受到的合力
C．做勻速圓周運動的物體其向心力是不變的
D．向心力改變做圓周運動的物體的速度方向
5．用如圖所示的向心力演示器“探究向心力大小的表達式”實驗中，用到的科學(xué)方法是（　　）
A．微元法 B．理想實驗法 C．等效替代法 D．控制變量法
6．有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓形表演臺的側(cè)壁做勻速圓周運動。圖中的圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h。下列說法中正確的是（　　）
A．h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大
B．h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大
C．h越高，摩托車做圓周運動的周期將越小
D．h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大
7．如圖所示，質(zhì)量相同的質(zhì)點A、B被用輕質(zhì)細線懸掛在同一點O，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則（　　）
A．A的線速度一定比B的線速度大
B．A的角速度一定比B的角速度大
C．A的向心力一定比B的向心力小
D．A所受細線的拉力一定比B所受細線的拉力小
8．如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，座艙的質(zhì)量為m，運動半徑為R，角速度大小為，重力加速度為g，則座艙（　　）
A．運動周期為
B．在與轉(zhuǎn)軸水平等高處受摩天輪作用力的大小為mg
C．線速度的大小為
D．所受合力的大小始終為
9．如圖所示，圓盤在水平面內(nèi)繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動，圓盤上P點有一小物體隨圓盤一起轉(zhuǎn)動且相對圓盤靜止。下列說法正確的是（　　）
A．小物體僅受重力作用
B．小物體僅受重力、支持力作用
C．小物體受重力、支持力和向心力作用
D．小物體受重力、支持力和靜摩擦力作用
10．如圖所示，將完全相同的兩小球A、B用長L=0.8 m的細繩懸于以v=4 m/s向右勻速運動的小車頂部，兩球分別與小車前后壁接觸。由于某種原因，小車突然停止運動，此時懸線的拉力之比FB∶FA為（g取10 m/s2）（　　）
A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4
三課前預(yù)習(xí)
1． 大小 方向 圓周運動的一部分
2．
3． C 不指向圓心
4． 圓心 圓心 方向 半徑 效果 某個力或者幾個力的合力
5． 向心力 方向 大小 增大 減小
6． 控制變量 角速度的平方 半徑 質(zhì)量
7． =
四自我檢測
參考答案：
1．C
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．D
9．D
10．C
21世紀教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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