（教用word）第6章　2　向心力-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册(人教版)

2　向心力 核心素养目标 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1．了解向心力的概念，知道它是根据力的效果命名的 2．知道变速圆周运动中向心力是合力的一个分力，知道合力的作用效果 会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用来进行相关的计算 观察向心力演示器，并利用其探究向心力大小的表达式 体会向心力的存在，追溯向心力的来源 一、向心力 1．向心力：做匀速圆周运动的物体所受的总指向圆心的合力。 2．方向：始终指向圆心。 3．作用效果：向心力只改变速度的方向。 二、向心力的大小 向心力大小的表达式：Fn＝mω2r＝。 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1．做变速圆周运动的物体所受合力的方向不指向圆心，指向圆心方向的分力提供物体做圆周运动所需的向心力，跟圆周相切的分力改变速度的大小。 2．一般的曲线运动 (1)定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。 (2)研究方法：将一般的曲线运动分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。 判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)匀速圆周运动的向心力是恒力。 (×) (2)所有做圆周运动的物体受到的合力都等于向心力。 (×) (3)向心力和重力、弹力一样，是性质力。 (×) (4)向心力的作用是改变物体的速度方向。 (√) (5)匀速圆周运动的合力就等于向心力。 (√) 　 　　对向心力的理解 两个同学合作，找来一段尼龙绳和几个大小不等的橡皮、一个圆珠笔杆和一个弹簧测力计。如图所示，在尼龙绳的末端拴一个橡皮，绳的另一端穿过圆珠笔杆拴在弹簧测力计上，弹簧测力计的下端固定。握住笔杆抡动橡皮，使它在水平面上做匀速圆周运动。这时，尼龙绳的拉力使橡皮做圆周运动，这个拉力的大小可以从弹簧测力计上读出。使橡皮的角速度大小ω增大或减小，我们就可以观察拉力变大还是变小。 橡皮做匀速圆周运动，其运动平面怎样？向心力由哪些力提供？ 提示：橡皮的运动平面为水平面，向心力由绳的拉力和橡皮的重力的合力提供。 1．向心力的大小 Fn＝m＝mω2r＝mωv＝mr。 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 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，只改变线速度的方向。 4．向心力来源及分析 (1)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。 (2)物体做匀速圆周运动的条件：合外力大小不变，方向始终与线速度方向垂直且指向圆心。 (3)分析几个典型实例中向心力的来源 实例 向心力的来源 示意图 用细线拴住的小球在竖直面内转动至最高点时 细线的拉力和重力的合力提供向心力，Fn＝FT＋G 用细线拴住的小球在光滑水平面内做匀速圆周运动 细线的拉力提供向心力，Fn＝FT 物体随转盘做匀速圆周运动，且相对转盘静止 转盘对物体的静摩擦力提供向心力，Fn＝Ff 小球在细线作用下，在水平面内做圆周运动 重力和细线的拉力的合力提供向心力，Fn＝F合 木块随圆桶绕轴线做圆周运动 圆桶侧壁对木块的弹力提供向心力，Fn＝FN (多选)下列关于向心力的说法正确的是(　　) A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的 C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力 D．做匀速圆周运动的物体，一定是所受的合力充当向心力 AD　解析：向心力总是指向圆心，而速度总是沿着切线方向，可知向心力始终垂直于速度，不改变速度的大小，故A正确；做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，方向不断变化，是变力，故B错误；物体做变速圆周运动时，所受合力不总是指向圆心，则合力不一定等于向心力，故C错误；做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，大小不变，合力充当向心力，故D正确。 一圆台可绕通过圆台中心O且垂直于台面的竖直轴转动。在圆台上放置一小木块A，它随圆台一起做匀速圆周运动，如图所示，则关于木块A的受力，下列说法正确的是(　　) A．木块A受重力、支持力和向心力作用 B．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用，静摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用，静摩擦力的方向与木块运动方向相同 D．木块A受重力、支持力和静摩擦力作用，静摩擦力的方向指向圆心 D　解析：木块A在水平圆台上，受竖直向下的重力、竖直向上的支持力，且两力是一对平衡力。由于木块A随圆台一起做匀速圆周运动，故其必受向心力作用，所以A必定受到静摩擦力作用，且静摩擦力一定指向圆心且等于向心力，D正确，B、C错误；向心力是效果