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3.2科学探究：向心力
山东科学技术出版社 物理 必修二
跑步
花艺
画画
画画
神秘的力量
知识回顾
物体做匀速圆周运动有什么特点？
物体做匀速圆周运动合力是否为零？为什么？
跑步
花艺
画画
一、认识向心力
例1：
大家桌子上有细绳和小球，用手把绳子一端固定，绳子另一端系小球，用手指给小球一个沿细线垂直方向的初速度，让小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。
跑步
花艺
G
FN
F拉
特点：合力始终指向圆心
1.小球在做匀速圆周运动的过程中受几个力的作用？
2.这些力的方向如何？
3.合力由哪个力提供？
一、认识向心力
合力
o
4. 合力的方向如何？
跑步
花艺
画画
画画
例2：
一、认识向心力
画画
物体随水平转盘做匀速圆周运动。
跑步
花艺
画画
特点：合力始终指向圆心
一、认识向心力
1.物体在做匀速圆周运动的过程中受几个力的作用？
4. 合力的方向如何？
2. 这些力的方向如何？
3.合力由哪个力提供？
花艺
花艺
G
FN
Ff
合力
跑步
花艺
画画
归纳总结:
合力始终指向圆心
合力始终指向圆心
绳拉小球，在光滑水平面上
做匀速圆周运动
物体在水平转盘上
做匀速圆周运动
G
FN
F拉
花艺
合力
o
花艺
花艺
G
FN
Ff
合力
跑步
花艺
1.定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2.符号：Fn
3.方向：总指向圆心，与速度方向垂直。
4.作用效果：只改变速度的方向，
不改变速度的大小。
一、认识向心力
画画
V
Fn
Fn
Fn
V
V
想一想？
O
FT
G
O
1.小球在做匀速圆周运动的过程中受几个力的作用？
2.向心力由谁来提供
圆锥摆
O
F合
r
跑步
花艺
1.定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2.符号：Fn
3.方向：总指向圆心，与速度方向垂直。
4.作用效果：只改变速度的方向，
不改变速度的大小。
一、认识向心力
画画
V
Fn
Fn
Fn
V
V
5.来源：向心力可以是弹力、摩擦力、引力中
的任一个力、也可以是某一个力的分力或者某几
个力的合力，它是一个效果力。
花艺
画画
揭秘
花艺
画画
O
科学探究一：感受向心力
重物质量
二、向心力的大小
桌子上有细绳和质量不同的小球，让小球尽量在光滑水平桌面上做匀速圆周运动。通过改变小球的质量、运动半径和运动的快慢，感受向心力的大小。
跑步
花艺
画画
O
科学探究一：感受向心力
实验结论：
影响向心力的因素
运动半径
角速度
重物质量
二、向心力的大小
花艺
画画
实验装置：
实验方法：
控制变量法
二、向心力的大小
花艺
画画
实验条件
实验现象
实验结论
数据记录表格:
ma:mb=1:2
ω、r相同
m、ω相同
ra:rb=1:2
m、r相同
ωa:ωb=1:2
Fa:Fb=1:2
Fa:Fb=1:2
Fa:Fb=1:4
Fn∝m
Fn∝r
Fn∝ω2
科学探究二：向心力大小的表达式
二、向心力的大小
花艺
画画
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验器材:
二、向心力的大小
花艺
画画
质量
半径
测量数据
实验方法：
角速度
控制变量法
实验设计:
向心力
力传感器
系统自带的刻度尺
光电门、挡光杆
v=ωr
科学探究三：验证向心力大小的表达式
10g，20g，30g......
二、向心力的大小
花艺
画画
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验方案:
二、向心力的大小
1 组、2 组验证 Fn与 ω 的关系；
3 组验证 Fn与 m的关系；
4 组验证 Fn与 r 的关系；
花艺
画画
二、向心力的大小
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验步骤:
1.系统状态设定到“联机”状态，
2.实验属性设置：采样开始条件为“手动”，
3.将底盘调节为水平，对力传感器进行校零，将砝码固定在离轴心一定位置，
记录砝码到轴心的距离r，记录砝码质量。
4.转动实验悬臂，点击“开始”按钮，进行采样,记录数据。
5.采样完毕及时断电。
6.数据处理
7.结论
跑步
花艺
画画
画画
①在质量m和半径r一定时， Fn∝ω2 。
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验结论:
二、向心力的大小
花艺
画画
②在半径r和角速度ω一定时， Fn ∝m。
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验结论:
二、向心力的大小
花艺
画画
二、向心力的大小
③在质量m和角速度ω一定时， Fn ∝r。
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验结论:
花艺
画画
③在质量m和角速度ω一定时， Fn ∝r。
②在半径r和角速度ω一定时， Fn ∝m。
①在质量m和半径r一定时， Fn∝ω2 。
科学探究三：验证向心力大小的表达式
实验结论:
精确实验表明： Fn=mω2r
二、向心力的大小
花艺
画画
二、向心力的大小
花艺
画画
课堂小结
2.方向：
1.定义：
总指向圆心，与速度垂直。
做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
3.大小：
向心力

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