高中物理 第6章 圆周运动 2 向心力学案 新人教版必修第二册-新人教版高一第二册物理学案

2 向心力[学习目标] 1.知道什么是向心力，知道向心力的作用，知道它是根据力的作用效果命名的.2.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用来进行计算.3.体验向心力的存在，会设计相关实验，探究向心力与物体的质量、速度和轨道半径的关系，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用.4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点.一、向心力1.定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力.2.方向：始终沿着半径指向圆心.3.作用：只改变速度的方向，不改变速度的大小.4.向心力是根据力的作用效果命名的，它由某个力或者几个力的合力提供.5.表达式：(1)Fn＝m(2)Fn＝mω 2 r .二、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动的合力：变速圆周运动的合力产生两个方向的效果，如图 1 所示.图 1(1)跟圆周相切的分力 Ft：改变线速度的大小.(2)指向圆心的分力 Fn：改变线速度的方向.2.一般的曲线运动的处理方法(1)一般的曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动.(2)处理方法：可以把曲线分割为许多很短的小段，每一小段可以看作圆周运动的一部分，分析质点经过曲线上某位置的运动时，可以采用圆周运动的分析方法来处理.1.判断下列说法的正误.(1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力.( × )(2)向心力和重力、弹力一样，都是根据性质命名的.( × )(3)向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力.( √ )(4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心.( × )(5)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变.( √ )2.如图 2 所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落.则下列说法正确的是( )图 2A.小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共 4 个力的作用B.小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大D.筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大答案 D解析 小物体随转筒一起做圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力共 3 个力的作用，故选项 A错误.水平方向上，弹力指向圆心，提供向心力，据牛顿第二定律有： FN＝mω2r，又 ω＝2πn，可知转速越大，角速度越大，小物体所受的弹力就越大；在竖直方向上，小物体所受的重力和静摩擦力平衡，静摩擦力大小不变，故选项 B、C 错误，D 正确.第 1 课时 实验：探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系探究方案一 用绳和沙袋定性研究1...