专题18：向心力和向心加速度 -2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试（全国通用）

2023年高中物理学业水平考试必备考点归纳与测试 专题18：向心力和向心加速度 18.1：向心力考点归纳 一、向心力 1．定义 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力． 2．公式：Fn＝或者Fn＝mω2r. 3．方向 向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力． 4.对向心力的理解 (1)向心力：使物体做圆周运动的指向圆心的合力． (2)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． (3)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． (4)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． 5.向心力与合外力的关系 (1)向心力是按力的作用效果来命名的，它不是某种确定性质的力，可以由某个力来提供，也可以由某个力的分力或几个力的合力来提供． (2)对于匀速圆周运动，合外力提供物体做圆周运动的向心力；对于非匀速圆周运动，其合外力不指向圆心，它既要改变线速度大小，又要改变线速度方向，向心力是合外力的一个分力． 2、 实验：探究向心力大小的表达式 1．实验装置：向心力演示仪(介绍向心力演示仪的构造和使用方法) 2．实验方法：控制变量法 3．实验过程 (1)保持两个小球质量m和角速度ω相同，使两球运动半径r不同进行实验，比较向心力Fn与运动半径r之间的关系． (2)保持两个小球质量m和运动半径r相同，使两球的角速度ω不同进行实验，比较向心力Fn与角速度ω之间的关系． (3)保持运动半径r和角速度ω相同，用质量m不同的钢球和铝球进行实验，比较向心力Fn与质量m的关系． 4．实验结论 两球相同的物理量 不同的物理量 实验结论 1 m、ω r r越大，Fn越大，Fn∝r 2 m、r ω ω越大，Fn越大，Fn∝ω2 3 r、ω m m越大，Fn越大，Fn∝m 精确的实验表明向心力的大小可以表示为 Fn＝m＝mω2r＝mr. 3、 向心力公式的应用 1．向心力大小：Fn＝m＝mω2r＝mr＝mωv，在匀速圆周运动中，向心力大小不变． 2．几种常见的实例如下 实例 向心力 示