第4章 实验6 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系(课件)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

第四章　曲线运动　万有引力与航天 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 1 实验储备·一览清 01 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 2 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 3 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 4 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 实验类型·全突破 02 类型1 类型2 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 6 1．通过探究发现，向心力跟角速度的二次方成正比。 2．认识了向心力演示仪的巧妙之处，在于利用两个塔轮半径的不同获得两个塔轮角速度之比，从而克服了直接测量角速度的困难。 3．进一步体会了一种重要的研究方法：控制变量法。 4．向心力演示仪提供了两个圆周运动，通过两运动的对比，来探究向心力跟三个因素之间的关系。这里还隐含着一种重要的研究方法——对比实验法。 类型1　教材原型实验 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 7 5．由向心力公式F＝mω2r，在研究向心力的大小F与质量m关系时，要保持其他的物理量不变，其中包括角速度ω与半径r，即保持角速度与半径相同。 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 [题组训练] 1．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1∶1、2∶1和3∶1。 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C处和长槽的A(或B)处，A、C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。 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (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 D．控制变量法 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 10 (2)在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球分别放在A、C位置，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2∶1的塔轮上，实验中匀速转动手柄时，得到左、右标尺露出的等分格数之比为1∶4。 (3)若将皮带连接在左、右塔轮半径之比为3∶1的塔轮上，左、右两边塔轮的角速度之比为________，当左边标尺露出1个等分格时，右边标尺露出9个等分格，则实验说明________。 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 [解析]　(1)探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系时，每次只改变一个变量，控制其他量不变，采用的是控制变量法，故A、B、C错误，D正确。 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (3)因用皮带连接的左、右塔轮边缘线速度大小相等，皮带连接的左、右塔轮半径之比为3∶1，根据v＝ωR 可知，左、右两边塔轮的角速度之比为1∶3，又根据题意知放在A、C两处的小球质量相等，转动半径相等，左边标尺露1个等分格，右边标尺露出9个等分格，表明两球向心力之比为1∶9。此次实验说明，做匀速圆周运动的物体，在质量和转动半径一定时，向心力与角速度的平方成正比。 [答案]　(1)D　(3)1∶3　见解析 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 2.如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素。一同学用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力。 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (1)下列说法中正确的是________。 A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变 B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大 C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变 D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大 实验六　探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系 实验储备·一览清 1 实验类型·全突破 2 (2)如图所示，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A,80 cm处打一个绳结B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位