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学校 课型 习题课
课时 1
课题 6.2.向心力 探究向心力大小的表达式 年级 高一
学习目标 1.理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。 2.掌握向心力的表达式，并会分析计算实际情境中的向心力。 3.通过生活中的实例，理解向心力的概念和特点，知道向心力的来源。 4.通过实验探究，理解向心力的表达式。
基础知识 [判一判] (1)向心力既可以改变速度的大小，也可以改变速度的方向。( ) (2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。( ) (3)向心力的方向一定指向圆心。( )
例题剖析 考点一 向心力的来源分析 1．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止，则( ) A．物体受重力、摩擦力、弹力、向心力 B．物体所受向心力是物体所受的重力提供的 C．物体所受向心力是物体所受的弹力提供的 D．物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的 考点二 探究向心力大小的表达式 2．在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图1、图2所示。图3是部分原理示意图：其中皮带轮①④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的短臂，可对转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图2中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球Ⅰ和球Ⅱ，质量为m的球Ⅲ。 (1)为探究向心力的大小与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮　④　相连，同时应选择球Ⅰ和球　Ⅱ　作为实验球； (2)若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，这是要探究向心力的大小与角速度(填物理量的名称)的关系，此时轮②和轮⑤的这个物理量值之比为 ,_应将两个实验球分别置于短臂C和短臂　A　处； (3)如图4所示，一根细线穿过水平台面中间的小孔，它的一端系一小球，另一端挂一钩码。给小球一个初速度，使小球在细线的作用下恰好在水平台面上做匀速圆周运动。不考虑小球与台面间的摩擦。某时刻，在碰到台面上一根固定钉子后，细线断了。用本探究实验所得到的结论进行解释，线断的原因是：细线碰到钉子时，小球　 　(选填字母)。 A．线速度变大，所需向心力增大的缘故 B．线速度减小，所需向心力减小的缘故 C．线速度不变，所需向心力增大的缘故 D．角速度不变，所需向心力减小的缘故 培优　实验创新设计 3．某同学用如图所示的装置，做验证向心力与线速度关系的实验，一轻质细线上端固定在力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央，主要实验步骤如下： ①用游标卡尺测出钢球直径d； ②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F1，用米尺量出线长L； ③将钢球拉到适当的高度处由静止释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F2。已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示： (1)钢球经过光电门时的线速度表达式v＝　　 ，向心力表达式F向＝m＝； (2)钢球经过光电门时所受合力的表达式F合＝　　 ； (3)若在实验误差允许的范围内F向＝F合，则验证了向心力与线速度的关系。该实验可能的误差有： 。(写出一条即可) 误区　误认为物体受性质力的同时还受向心力 4．(生活情境命题)如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动(忽略摩擦)，这时球受到的力是( ) 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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
随堂检测 1．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角，则甲、乙两物体的向心力之比为( ) A．1∶4　　　 B．2∶3 C．4∶9　　　 D．8∶9 2．在探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验中，如图所示是研究哪两个物理量之间的关系( ) A．研究向心力的大小与质量之间的关系 B．研究向心力的大小与角速度之间的关系 C．研究向心力的大小与半径之间的关系 D．研究向心力的大小与线速度之间的关系 3．用如图所示的实验装置探究影响向心力大小的因素。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。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套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 (1)当皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，塔轮边缘处的 (选填“线速度”或“角速度”)大小相等； (2)探究向心力的大小和角速度的关系时，应将皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板　 　和挡板　　 处(后两空选填“A”或“B”或“C”)； (3)皮带套在左右两个塔轮的半径分别为R1、R2的轮盘上。某次实验使R1＝2R2，则A、C两处的角速度之比为　　 。
课堂小结

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