高中物理 第六章 圆周运动 2 向心力 第1课时 实验：探究向心力大小的表达式学案 新人教版必修第二册-新人教版高一第二册物理学案

第 1 课时 实验：探究向心力大小的表达式核心素养目标物理观念向心力及其特点、表达式。科学思维会测量、分析实验数据，获得实验结论。科学探究利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。知识点一 向心力[观图助学]用一根结实的细绳拴住软木塞，细绳水平使软木塞在光滑桌面上做匀速圆周运动，软木塞受几个力的作用？方向如何？1.向心力的定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力。2.向心力的作用：只改变速度的方向。3.效果力：向心力是根据力的作用效果命名的。[思考判断](1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力。(×)(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。(×)(3)向心力可以由重力、弹力或其它力等来提供，是效果力。(√)软木塞的受力图如下图所示拉力的方向指向圆心，那我们可以说软木塞所受拉力就是向心力吗？做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变，方向不断改变。知识点二 探究向心力大小的表达式1.实验仪器向心力演示器2.实验思路转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验。(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变物体的角速度进行实验。(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作。3.进行实验(1)保持 m 和 r 一定：研究小球做圆周运动所需向心力 F 与角速度 ω 之间的关系(如图所示)，记录实验数据。研究向心力与角速度之间的关系序号123456Fnωω2(2)保持 ω 和 m 一定：研究小球做圆周运动所需向心力 F 与半径 r 之间的关系(如图所示)，记录实验数据。研究向心力与半径之间的关系,序号123456Fnr(3)保持 ω 和 r 一定：研究小球做圆周运动所需向心力 F 与质量 m 之间的关系(如图所示)，记录实验数据。研究向心力与质量之间的关系序号123456FnM4.数据处理：分别作出 Fn－ω2、Fn－r、Fn－m 的图像。5.实验结论(1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。(2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。(3)在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。影响向心力大小的因素比较多，应采用控...