6.2向心力 讲透考点讲义 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第2节 向心力考点1必备核心规律 第六章：圆周运动运动 考点1：对向心力概念的理解 1.向心力的基本概念 (1)定义:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力就叫作向心力。 (2)向心力的方向:始终沿着半径方向指向圆心，与线速度方向垂直,方向时刻改变。 (3)向心力的作用:只改变线速度的方向,不改变线速度的大小。 (4)向心力的来源:可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力。 2.对向心力的理解 (1)向心力是效果力，任何性质的力都可以作为向心力。向心力的来源有三种情况:①某个力提供向心力;某几个力的合力提供向心力;③某个力的分力提供向心力。 (2)向心力的作用效果是改变线速度的方向,做匀速圆周运动的物体受到的合力即为向心力,其方向一定指向圆心,即该合力的大小不变但方向时刻改变。 (3)因为有了向心力,物体才做圆周运动,而不是由于做圆周运动而产生了向心力。 考点1必会经典好题 典例1．关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（　　） A．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的性质命名的 B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力，但不可能是一个力的分力 C．向心力整个过程中始终不变 D．向心力的效果不能改变质点的线速度大小，只能改变质点的线速度方向 典例2．关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（　　） A．物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向变化 B．物体做曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力 C．物体做的圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心 D．物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力总是与速度方向垂直 典例3．关于向心力的说法正确的是（　　） A．物体做圆周运动还受到一个向心力 B．向心力可以是任何性质的力 C．做匀速圆周运动的物体其向心力是恒力 D．做圆周运动的物体所受各力的合力一定指向圆心 典例4．（多选）下列关于运动和力的叙述中，正确的是（　　） A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 B．做匀速圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心 C．物体所受合力恒定，其速度随时间一定均匀变化 D．加速度变化的运动，一定是曲线运动 考2点必备核心规律 考点2：向心力的大小 1.探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系 (1)实验原理向心力演示器如图所示,匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8,根据标尺8上露出的红白相间的等分标记,可以粗略计算出两个小球所受向心力的比值 (2)实验方法:控制变量法 (3)实验步骤: ①将向心力演示器水平放置在实验桌上,使两条标尺起点和弹簧测力套筒上边缘对齐。 ②将传动皮带置于变速塔轮上相同的变速挡位,此时两轮的变速比为1:1.转动手柄,两小球做圆周运动,稳定后,分别记录两标尺露出的格数 ③皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上,小球转动半径和转动角速度相同时,探究向心力与小球质量的关系 ④皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上,小球转动角速度和质量相同时,探究向心力与转动半径的关系 ⑤皮带套在塔轮2、3半径不同的圆盘上,小球质量和转动半径相同时,探究向心力与角速度的关系 (4)实验结论分析实验所得的数据,可知物体做圆周运动的向心力与物体的质量成正比,与 半径成正比,与角速度的二次方成正比。 考点2必会经典好题 典例5．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 (1)本实验采用的科学方法是( ) A．控制变量法 B．累积法 C．类比法 D．放大法 (2)图示情景正在探究的是( ) A．向心力的大小与物体质量的关系 B．向心力的大小与角速度大小的关系 C．向心力的大小与线速度大小的关系 典例6．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是和。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽处和长槽的A（或）处，到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （1）该实验用到的方法是( ) A．理想实验 B．等效替代法 C．微元法