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學(xué)校 課型 習(xí)題課
課時 1
課題 6.2.向心力 探究向心力大小的表達(dá)式 年級 高一
學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.理解向心力的概念，知道向心力是根據(jù)力的作用效果命名的。 2.掌握向心力的表達(dá)式，并會分析計(jì)算實(shí)際情境中的向心力。 3.通過生活中的實(shí)例，理解向心力的概念和特點(diǎn)，知道向心力的來源。 4.通過實(shí)驗(yàn)探究，理解向心力的表達(dá)式。
基礎(chǔ)知識 [判一判] (1)向心力既可以改變速度的大小，也可以改變速度的方向。( ) (2)向心力和重力、彈力一樣，是性質(zhì)力。( ) (3)向心力的方向一定指向圓心。( )
例題剖析 考點(diǎn)一 向心力的來源分析 1．如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個物體與圓筒一起運(yùn)動，物體相對筒壁靜止，則( ) A．物體受重力、摩擦力、彈力、向心力 B．物體所受向心力是物體所受的重力提供的 C．物體所受向心力是物體所受的彈力提供的 D．物體所受向心力是物體所受的靜摩擦力提供的 考點(diǎn)二 探究向心力大小的表達(dá)式 2．在“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)中，所用向心力演示器如圖1、圖2所示。圖3是部分原理示意圖：其中皮帶輪①④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的2倍，輪④的半徑是輪⑤的2倍，兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長度相等。A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的短臂，可對轉(zhuǎn)臂上做圓周運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)球產(chǎn)生擠壓，從而提供向心力，圖2中的標(biāo)尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小關(guān)系。可供選擇的實(shí)驗(yàn)球有：質(zhì)量均為2m的球Ⅰ和球Ⅱ，質(zhì)量為m的球Ⅲ。 (1)為探究向心力的大小與圓周運(yùn)動軌道半徑的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)將皮帶與輪①和輪　④　相連，同時應(yīng)選擇球Ⅰ和球　Ⅱ　作為實(shí)驗(yàn)球； (2)若實(shí)驗(yàn)時將皮帶與輪②和輪⑤相連，這是要探究向心力的大小與角速度(填物理量的名稱)的關(guān)系，此時輪②和輪⑤的這個物理量值之比為 ,_應(yīng)將兩個實(shí)驗(yàn)球分別置于短臂C和短臂　A　處； (3)如圖4所示，一根細(xì)線穿過水平臺面中間的小孔，它的一端系一小球，另一端掛一鉤碼。給小球一個初速度，使小球在細(xì)線的作用下恰好在水平臺面上做勻速圓周運(yùn)動。不考慮小球與臺面間的摩擦。某時刻，在碰到臺面上一根固定釘子后，細(xì)線斷了。用本探究實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)論進(jìn)行解釋，線斷的原因是：細(xì)線碰到釘子時，小球　 　(選填字母)。 A．線速度變大，所需向心力增大的緣故 B．線速度減小，所需向心力減小的緣故 C．線速度不變，所需向心力增大的緣故 D．角速度不變，所需向心力減小的緣故 培優(yōu)　實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì) 3．某同學(xué)用如圖所示的裝置，做驗(yàn)證向心力與線速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)，一輕質(zhì)細(xì)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(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用游標(biāo)卡尺測出鋼球直徑d； ②將鋼球懸掛靜止不動，此時力傳感器示數(shù)為F1，用米尺量出線長L； ③將鋼球拉到適當(dāng)?shù)母叨忍幱伸o止釋放，光電門計(jì)時器測出鋼球的遮光時間為t，力傳感器示數(shù)的最大值為F2。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮間，請用上述測得的物理量表示： (1)鋼球經(jīng)過光電門時的線速度表達(dá)式v＝　　 ，向心力表達(dá)式F向＝m＝； (2)鋼球經(jīng)過光電門時所受合力的表達(dá)式F合＝　　 ； (3)若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)F向＝F合，則驗(yàn)證了向心力與線速度的關(guān)系。該實(shí)驗(yàn)可能的誤差有： 。(寫出一條即可) 誤區(qū)　誤認(rèn)為物體受性質(zhì)力的同時還受向心力 4．(生活情境命題)如圖所示，玻璃球沿碗的內(nèi)壁做勻速圓周運(yùn)動(忽略摩擦)，這時球受到的力是( ) A．重力和向心力 B．重力和支持力 C．重力、支持力和向心力 D．重力　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
隨堂檢測 1．甲、乙兩個物體都做勻速圓周運(yùn)動，其質(zhì)量之比為1∶2，轉(zhuǎn)動半徑之比為1∶2，在相同時間里甲轉(zhuǎn)過60°角，乙轉(zhuǎn)過45°角，則甲、乙兩物體的向心力之比為( ) A．1∶4　　　 B．2∶3 C．4∶9　　　 D．8∶9 2．在探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，如圖所示是研究哪兩個物理量之間的關(guān)系( ) A．研究向心力的大小與質(zhì)量之間的關(guān)系 B．研究向心力的大小與角速度之間的關(guān)系 C．研究向心力的大小與半徑之間的關(guān)系 D．研究向心力的大小與線速度之間的關(guān)系 3．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究影響向心力大小的因素。長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A到轉(zhuǎn)軸距離的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動。擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，根據(jù)標(biāo)尺上的等分格可以粗略計(jì)算出兩個球所受向心力的比值。 (1)當(dāng)皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上時，塔輪邊緣處的 (選填“線速度”或“角速度”)大小相等； (2)探究向心力的大小和角速度的關(guān)系時，應(yīng)將皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將質(zhì)量相同的小球分別放在擋板　 　和擋板　　 處(后兩空選填“A”或“B”或“C”)； (3)皮帶套在左右兩個塔輪的半徑分別為R1、R2的輪盤上。某次實(shí)驗(yàn)使R1＝2R2，則A、C兩處的角速度之比為　　 。
課堂小結(jié)

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