6.2向心力导学案高一下学期物理人教版2019

组题人：杨密花核对人：组题人：杨密花核对人：杨密花学案§6.2向心力[学习目标]知道向心力的命名方法,能分析向心力的来源。2.探究向心力大小表达式的探究方案,进行实验探究,得出结论。[导学]向心力1.做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向_________,这个力就叫作_________力。它是按效果来命名的力,只改变速度的_________。向心力可以是由某个力或者几个力的合力提供的。

2.向心力特点：方向始终与V垂直，指向圆心，是变力，只改变速度的方向。3.向心力大小：F=man=m==mwv=4.产生：向心力是按效果命名的力，不是某种性质力，因此，向心力可以由某一个力提供，也可以由某个力的分力，或是几个力的合力来提供，要根据物体受力的实际情况判定。5.匀速圆周运动:合力充当向心力，合力指向圆心，是个变力。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，如图所示。(1)跟圆周相切的分力F：产生切向加速度，此加速度描述线速度大小变化的快慢。(2)指向圆心的分力F：产生向心加速度，此加速度描述线速度方向改变的快慢。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：可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段圆孤。研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的处理方法进行处理。三、对向心力理解：(1)向心力：在匀速圆周运动中，合外力一定是向心力，合外力的方向一定指向圆心。(2)向心力大小：Fn＝man＝m＝mω2r＝m2r；v、ω都是指那一点的瞬时速度。(3)向心力的方向：无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆心，方向时刻改变，故向心力是变力。(4)向心力的作用效果:改变线速度的方向．由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变线速度的大小。(5)向心力的来源向心力是根据力的作用效果命名的．它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。①当物体做匀速圆周运动时，由于物体沿切线方向的加速度为零，即切线方向的合力为零，物体受到的合外力一定指向圆心，以提供向心力产生向心加速度。②当物体做非匀速圆周运动时，其向心力为物体所受的合外力在半径方向上的分力，而合外力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。运动模型汽车在水平路面转弯水平转台竖直圆筒内壁向心力的来源图示运动模型圆锥摆飞车走壁飞机在水平面内做圆周运动向心力的来源图示(1)变速圆周运动中合外力不指向圆心，合力F产生改变速度大小和方向两个作用效果．即四、实验：探究向心力大小的表达式实验结论：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。[典型例题]下列说法正确的是()A.做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。B.向心力和重力、弹力一样，都是根据性质命名的。C.做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变。D.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。E.匀速圆周运动的合力就是向心力。F.变速圆周运动的向心力并不指向圆心。G．物体由于做圆周运动而产生了一个向心力H．向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小I．做匀速圆周运动的物体，除了受到别的物体对它的作用力外，还一定受到一个向心力的作用G．向心力和向心加速度的方向都是不变的K．做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力L.变速圆周运动的向心力并不指向圆心。M．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力N．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小O．向心力一定是物体所受的合外力P.向心力的作用是改变物体的速度方向。Q．向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力R.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。S．做匀速圆周运动的物体，因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力T．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小U．对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力V.一般曲线运动中弯曲程度不同的圆弧对应的圆弧半径也不同。W．向心力只能改变物体的运动方向，不能改变物体运动的快慢X．若汽车以恒定的角速度转弯，选择内圈较为安全Y．汽车在转弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用Z.做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力2．物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关科学思维方法的叙述正确的是（）A．图甲所示，在观察桌面的微小形变时，运用了极限思维法B．图乙所示“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，运用了理想模型法C．图丙所示的“探究向心力大小与质量、角速度、轨道半径的关系”实验中，运用了类比法D．图丁为著名的伽利略斜面实验，运用了理想实验法3．过山车的部分轨道可简化为半径为、的圆，其底部位于同一水平面上，。质量为的一节过山车（可简化为质点）以某一速度滑上半径为的轨道时，恰好能通过轨道的最高点；若过山车通过轨道的最高点时速度恰好与通过的最高点时相等，则过山车通过的最高点时对轨道压力为（）A．0B． C． D．4．如图所示，质量相同的质点A、B被用轻质细线悬挂在同一点O，在同一水平面内做匀速圆周运动，则（）A.A的线速度一定比B的线速度大B.A的角速度一定比B的角速度大C．A的向心力一定比B的向心力小D．A所受细线的拉力一定比B所受细线的拉力小5．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做完整的圆周运动，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．小球在圆周最高点时所受向心力一定为小球重力B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C．小球在最低点时绳子的拉力一定大于小球重力D．小球在最高点的速率至少为6．如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力Fmax＝4.0N，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O(孔光滑，忽略小滑轮的影响)，另一端悬挂一个质量m＝1.0kg的物体，当转台以角速度ω＝5rad/s匀速转动时，木块相对转台静止，则木块到O点的距离可能是(g取10m/s2，M、m均视为质点)()A．0.04mB．0.08mC．0.16mD．0.28m7．如图所示，质量不计的轻质弹性杆插入桌面上的小孔中，杆的另一端固定一质量为m的小球，今使小球在水平面内作半径为R的匀速圆周运动，角速度为ω，则下列说法正确的是(

)A．小球所受的合外力大小为mω2RB．小球所受的合外力大小为C．小球对杆作用力的大小为D．小球对杆作用力的大小为8．如图所示，两个物体以相同大小的初始速度从O点同时分别向x轴正负方向水平抛出，它们的轨迹恰好是抛物线方程，(曲率半径简单地理解,在曲线上一点附近与之重合的圆弧的最大半径)那么以下说法正确的是（）A．初始速度为B．初始速度为C．O点的曲率半径为D．O点的曲率半径为9.如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面内做匀速圆周运动．现使小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动，而金属块Q始终静止在桌面上的同一位置，则改变高度后与原来相比较，下面的判断中正确的是()A．细线所受的拉力变小B．小球P运动的角速度变大C．Q受到桌面的静摩擦力变小D．Q受到桌面的支持力变大10.如图所示，内壁光滑的半球形容器固定放置，其圆形顶面水平．两个完全相同的小球a、b分别沿容器内壁，在不同的水平面内做匀速圆周运动．下列判断正确的是（

）A．a对内壁的压力小于b对内壁的压力B．a的周期小于b的周期C．a的角速度小于b的角速度D．a的向心加速度与b的向心加速度大小相等11．如图所示，长为L的细线拴一质量为m的小球，细线另一端固定于O点，让小球在水平面内做匀速圆周运动，这种运动通常称为圆锥摆运动。已知运动中细线与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，求∶（1）小球在水平面内做匀速圆周运动的向心力大小；（2）细线对小球的拉力F的大小；（3）小球在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。12．如图所示，一半径的圆盘水平放置，在其边缘E点固定一个小桶，在圆盘直径的正上方平行放置一水平滑道，滑道右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，高度差。为一竖直面内的光滑圆弧轨道，半径，且与水平滑道相切于B点。一质量的滑块（可视为质点）从A点由静止释放，当滑块经过B点时，对B点压力为，恰在此时，圆盘从图示位置以一定的角速度绕通过圆心的竖直轴匀速转动，最终物块由C点水平抛出，恰好落入圆盘边缘的小桶内。已知滑块与滑道间的动摩擦因数为0.3，取，求：（1）滑块到达B点时的速度；（2）水平滑道的长度；（3）圆盘转动的角速度应满足的条件。13．如图所示，一个小球可以绕O点在竖直面内做圆周运动。B点是圆周运动的最低点，不可伸长的悬线的长为L。现将球拉至A点，悬线刚好拉直，悬线与竖直方向的夹角θ=53°，给小球一个水平向右的初速度，结果小球刚好平抛到B点，小球的质量为m。重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）小球的初速度大小；（2）小球在B点开始做圆周运动时悬线的张力。14．第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在中国北京和张家口举行。如图所示为简化后的雪道示意图，运动员一定的初速度从半径R=10m的圆弧轨道AB末端水平飞出，落在倾角为的斜坡上，已知运动员到B点时对轨道的压力是其重力的5倍，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）运动员到B点时的速度；（2）运动员在斜坡上的落点距B点的距离。15．如图（a）所示，A、B为钉在光滑水平面上的两根铁钉，小球C用细绳拴在铁钉B上（细绳能承受足够大的拉力），A、B、C在同一直线上。时，给小球一个垂直于绳的速度，使小球绕着两根铁钉在水平面上做圆周运动。在时间内，细绳的拉力随时间变化的规律如图（b）所示，则：（1）两钉子间的距离为绳长的几分之几？（2）时细绳的拉力大小？（3）时细绳的拉力大小？[衔接高考]1．如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（）A．200N B．400N C．600N D．800N2．如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，则座舱()A．运动周期为B．线速度的大小为ωRC．受摩天轮作用力的大小始终为mgD．所受合力的大小始终为mω2R3．“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。①采用的实验方法是A．控制变量法B．等效法C．模拟法②在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的之比（选填“线速度大小”、“角速度平方”或