向心力+高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第六章圓周運(yùn)動(dòng)6.1向心力新課引入GFNF合力物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要一個(gè)指向圓心的力維持圓周運(yùn)動(dòng)一、向心力1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力時(shí)刻指向圓心，因而稱(chēng)為向心力（用Fn表示）2、方向：時(shí)刻指向圓心時(shí)刻垂直于速度時(shí)刻發(fā)生改變OFFFvvOv一、向心力3、作用效果：

改變速度方向不改變大小4、向心力是效果立并不存在，由其它力充當(dāng)OFFFvvOv隨堂訓(xùn)練例：如圖小球在光滑的木板上在輕繩的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列選項(xiàng)正確的是（）A、小球受重力、支持力、繩子拉力和向心力作用B、小球做勻速率運(yùn)動(dòng)C、繩子拉力時(shí)刻指向圓心D、松手后小球?qū)⒗^續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)BC二、提供的向心力1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力為物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力受力分析求提供例：小球在繩子的拉力作用下在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩與豎直方向夾角如圖mgTGFfFNωF合＝FN=Fn滾筒洗衣機(jī)中物體隨滾筒一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體所受重力、摩擦力和支持力的合力充當(dāng)向心力。物塊隨著圓桶一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)物體所受支持力充當(dāng)向心力小球在某一平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受重力和支持力的合力充當(dāng)向心力F合ωθθmmgN球在光滑玻璃漏斗中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)小球在某一平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)豎直方向水平方向ωθθmOrmg物體所受支持力在水平方向上的分力充當(dāng)向心力球在光滑玻璃漏斗中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)NA小球在豎直光滑軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)BCA點(diǎn)向心力B點(diǎn)向心力C點(diǎn)向心力影響向心力的大小與哪些因素有關(guān)呢？1.保持小球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和繩的長(zhǎng)度不變，改變小球的質(zhì)量，感受向心力的變化。2.保持繩的長(zhǎng)度和小球的質(zhì)量不變，改變小球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，感受向心力的變化。探究影響向心力大小的因素控制變量法猜想：向心力大小可能與小球質(zhì)量、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)半徑有關(guān)。3.保持小球的質(zhì)量和小球轉(zhuǎn)動(dòng)的速度不變，改變繩的長(zhǎng)度，感受向心力的變化。探究影響向心力大小的因素控制變量法驗(yàn)證猜想實(shí)驗(yàn)裝置裝置只改變半徑只改變質(zhì)量只改變角速度實(shí)驗(yàn)原理控制變量法向心力表達(dá)式方向總指向軌跡的圓心改變速度方向不改變速度大小向心力大小表達(dá)式三、物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力1.內(nèi)容：物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體質(zhì)量成正比，與半徑成正比，與角速度的二次方成正比。2、表達(dá)式：F需＝mrω2三、物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力3、推導(dǎo)式：例：用如圖所示的裝置可以探究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體需要的向心力的大小與哪些因素有關(guān)。（1）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是__。A．控制變量法B．累積法C．微元法D．放大法（2）圖示情景正在探究的是__。A．向心力的大小與半徑的關(guān)系B．向心力的大小與角速度大小的關(guān)系C．向心力的大小與物體質(zhì)量的關(guān)系隨堂訓(xùn)練AB隨堂訓(xùn)練例：質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)懸掛在O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方處有一光滑小釘子P，把細(xì)線(xiàn)沿水平方向拉直，無(wú)初速度地釋放小球，當(dāng)細(xì)線(xiàn)碰到釘子的瞬間（瞬時(shí)速度不變），細(xì)線(xiàn)沒(méi)有斷裂，則下列說(shuō)法正確的是（）A．小球的線(xiàn)速度突然增大B．小球的角速度突然增大C．小球向心力變大D．小球向心力減小BC例：長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線(xiàn)另一端固定于O點(diǎn)，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)通常稱(chēng)為圓錐擺運(yùn)動(dòng)。已知運(yùn)動(dòng)中細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，求（1）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大??；（2）細(xì)線(xiàn)對(duì)小球的拉力F的大小；（3）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小。