高中物理 第3章 圆周运动 第2节 科学探究：向心力学案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册物理学案VIP专享

第 2 节 科学探究：向心力核心素养物理观念学科探究科学思维1.知道什么是向心力和向心加速度。2.理解向心力的效果、来源，并会分析向心力。3.掌握向心力、向心加速度 的 公 式 并 会 相 关 的 计算。影响向心力大 小 的 因素。不同情况下向心力的来源。知识点一 向心力[观图助学]物体不受外力或者所受合外力是零时，物体将处于静止状态或者匀速直线运动状态，那么是什么力使汽车运动方向发生了改变，又是什么力让“水流星”做圆周运动呢？这些力有什么特点？1.定义做圆周运动的物体一定受到指向圆心的力的作用，这个力称为向心力。2.方向始终指向圆心，总是与运动方向垂直。3.作用效果向心力只改变速度方向，不改变速度大小。4.来源向心力可能是弹力、重力、摩擦力也可能是某几个力的合力或某一个力的分力。[思考判断](1)向心力是根据作用效果命名的。(√)(2)向心力既可以改变速度的方向，又可以改变速度的大小。(×)(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。(√)物体做圆周运动时，需要有指向圆心的力用于改变物体的运动方向。向心力始终指向圆心，所以向心力不可能是恒力。向心力始终与速度垂直，向心力不做功。小球做圆周运动的向心力可以说是重力与弹力的合力，也可以说是弹力沿半径方向的分力。知识点二 探究影响向心力大小的因素1.实验目的探究影响向心力大小的因素。2.实验方法控制变量法。3.探究过程(1)m、r 相同，改变角速度 ω，则 ω 越大，向心力 F 就越大。(2)m、ω 相同，改变半径 r，则 r 越大，向心力 F 就越大。(3)ω、r 相同，改变质量 m，则 m 越大，向心力 F 就越大。4.结论物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。5.公式F＝mrω 2 或 F＝m。[思考判断](1)研究某一物理量的大小与多个物理量间的关系时，要采用控制变量法。 (√)(2)做圆周运动的物体，质量越大，所需要的向心力越大。(×)(3)做匀速圆周运动的物体线速度越大，所需向心力越大。(×)当某个物理量与多个物理量都有关时，经常采用控制变量法研究它们的相互关系。物体转的越快，细线被拉断的可能性越大。知识点三 向心加速度1.定义做圆周运动的物体受到向心力的作用，那么它必然存在一个由向心力产生的加速度。这个加速度叫做向心加速度。2.物理意义描述线速度方向改变的快慢。3.大小a＝ω 2 r ＝。4.方向总是指向圆心。所以，不论 a 的大小是否变...