6.2 向心力 学案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

2026-04-16
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普通

资源信息

学段 高中
学科 物理
教材版本 高中物理人教版必修 第二册
年级 高一
章节 2. 向心力
类型 学案-导学案
知识点 向心力
使用场景 同步教学-新授课
学年 2026-2027
地区(省份) 全国
地区(市) -
地区(区县) -
文件格式 ZIP
文件大小 1.33 MB
发布时间 2026-04-16
更新时间 2026-04-16
作者 物理新课堂
品牌系列 -
审核时间 2026-04-15
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来源 学科网

内容正文:

人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 6.2向心力 【基础辨析】 (1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。()》 (②)向心力和重力、弹力一样,都是根据性质命名的。() (3)向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力。() (④)变速圆周运动的向心力并不指向圆心。() (⑤)变速圆周运动的向心力大小改变。() (⑥做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变。() 【考点梳理】 考点一向心力的理解和来源 1.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。 2.向心力的作用效果:改变线速度的方向。 3.向心力的来源 (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。 【特别提醒】向心力不是具有特定性质的某种力,任何性质的力都可以作为向心 力,做匀速圆周运动的物体,所受的合力提供向心力。 【例1】(多选)下列关于向心力的说法中正确的是() A物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力 y 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 【例2】(多选)如图所示,一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转 动,在圆盘上放置一个木块,当圆盘匀角速度转动时,木块随圆盘一起运动,那么() A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心 C.当圆盘的角速度超过一定数值时,木块将滑动 D.因为摩擦力总是阻碍物体的运动,所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与 木块的运动方向相反 考点二对常见匀速圆周运动模型的分析 受力 力的分解 图形 满足的方程 分析 与合成 F 除 Fcosθ=mg Eg或Pa F sin 0=mo21 sin 0 OF. mg mg 或F合=mg tan0=mω21sin0 F cos 0=mg F Fx-- F sin 0=mo2. F.0 或F合 (d+lsin0) mg mg mg 或F合=mg tan0=mw2(d+lsin) 光滑 FNcos 0-mg Fysin 0=mo2r i@ 或F合=mg tan0=mrw2 F F升cos0=mg 、飞机 ω-1 或F合 F升sin0=mw2r x F 在水平面上 mg 或F合=ng tan0=mrw2 【例3】图甲为游乐园中空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定 在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若 将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 内的转盘,可绕竖直转轴OO'转动,设绳长l=10m,质点的质量m=60kg,转盘静止 时质点与转轴之间的距离d=4.0m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘 一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角=37°,(不计空气阻力及绳重,且绳 不可伸长,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求质点与转盘一起做匀速圆周运动 时, 。0 ()绳子拉力的大小: (2)转盘角速度的大小。 【例4】有一种杂技表演叫飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演 台的侧壁高速行驶,在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹, 轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h,则下列关于摩托车的说法正确的是() A.对侧壁的压力Fx增大 B.做圆周运动的周期T不变 C.做圆周运动的向心力F,增大 D.做圆周运动的线速度增大 考点三变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动 (1)受力特点:变速圆周运动中合外力不指向圆心,合力F产生改变速度大小和方 向两个作用效果。即 合 径向方向分力改变线速度方向 切线方向分力 改变线速度大小 3 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 v2 (2)向心力公式:某一点的向心力仍可用Fn=m=mwr公式求解,只不过y、w 都是指那一点的瞬时物理量。 2.一般曲线运动的处理方法 在分析质点经过曲线上某位置的运动时,把包含该位置的曲线上的一小段看成某 个圆周的一部分,对该部分用F=m=m0求解。只是不同位置对应的圆周运动 的“圆心”和“半径”不同。 【例5】如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的 速率逐渐增大,则() 0 A.物体的合外力为零 B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心O C.物体的合外力就是向心力 D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 【习题巩固】 1.(多选)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,是根据力的作用效果命名的 B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中的一个力或某一个力的分力 C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力 D.向心力的效果是改变质点的线速度大小和方向 2.如图所示,小球在细绳的牵引下,在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆 周运动。关于小球的受力情况,下列说法正确的是( A.只受重力和拉力的作用 B.只受重力和向心力的作用 ·0 C.只受重力、支持力和向心力的作用 D.只受重力、支持力和拉力的作用 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 3在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心,能正确地表示雪橇受 到的牵引力F及摩擦力F的选项是( 0 4.如图所示,一圆柱形容器绕其轴线匀速转动,内部有A、B两个物体,均与容 器的接触面间始终保持相对静止。当转速增大后(A、B与容器接触面间仍相对静止), 下列说法正确的是() A.两物体受到的摩擦力都增大 ≌ B.两物体受到的摩擦力大小都不变 C.物体A受到的摩擦力增大,物体B受到的摩擦力大小不变 D.物体A受到的摩擦力大小不变,物体B受到的摩擦力增大 5.(多选)如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为的小球。给小球 一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆, 设细绳与竖直方向的夹角为0。下列说法中正确的是() A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B.小球只受重力和绳的拉力作用 C.越大,小球运动的速度越大 D.越大,小球运动的周期越大 6.(多选)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释 放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需向心力是() A.绳的拉力 B.重力和绳拉力的合力 C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 7如图,两个相同的小球在内表面光滑的漏斗形容器内做水平的圆周运动,甲的位 置高于乙的位置。关于它们受到的向心力大小和周期大小,下列关系正确的是() 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 A.F甲=FzT甲=T乙 B.F甲=FzT>Tz C.F>F乙T甲=Tz D.FR<Fz TT 8.如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡 皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮块 仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受摩擦力F的方向的四种表示(俯视图) 中,正确的是() C D 9.如图所示,小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球 质量m=0.40kg,线速度大小v=1.0m/s,细线长L=0.25m。 (1)求小球的角速度大小ω: (2)求细线对小球的拉力大小F; (3)若细线最大能承受6.4N的拉力,求小球运行的最大线速度。 6 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 6.2 向心力答案+解析 【基础辨析】 (1)×(2)×(3)V(4)×(5)V(⑥N 【考点梳理】 【例1】解析:选BC。物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的, 不是物体本身产生的,故A错误;向心力总是与速度方向垂直,不做功、不能改变速 度的大小,但改变速度的方向,故B正确;做匀速圆周运动的物体的向心力是以效果 命名的,是由物体所受合外力提供的,故C正确;在非匀速圆周运动中,其向心力是 由合外力指向圆心的分力提供的,故D错误。 【例2】解析:选BC。对木块进行受力分析可知,木块受到重力、支持力和摩擦 力的作用,重力是竖直向下的,支持力是竖直向上的,重力和支持力都在竖直方向上, 这两个力为平衡力,只有摩擦力提供了物体做圆周运动的向心力,所以摩擦力的方向 应该是指向圆心的,A、D错误,B正确;当圆盘的角速度超过一定数值时,最大静摩 擦力不足以提供向心力,则木块将滑动,做离心运动,故C正确。 【例3】解析:(1)如图所示,对人和座椅进行受力分析,图中F为绳子的拉力, 0 在竖直方向:Fcos37°一mg=0 解得F=m=750N。 c0s37° (2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动,重力和绳子拉力的合力提供向心力,根 据牛顿第二定律有 ng tan37°=mw2R R=d+lsin37° 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 联立解得ω= gtan37°_1V3 d+lsin37°2 rad/s。 答案:①0750N23 rad/s 【例4】解析:选D。 mg 对摩托车受力分析,如图所示,摩托车所受合力提供向心力,当h增大后,摩托 车做圆周运动的轨道半径增大,侧壁对摩托车的支持力满足F=3。,可知,随着半 sin 0 径的增大,对侧壁压力FN不变,A错误;根据m8。= tan 9 mr可知,随着半径的增大, 4π2 摩托车的运动周期将增大,B错误;摩托车的重力不变,侧壁给的支持力不变,合力 不变,合力提供向心力,故向心力不变,C错误;根据3。=m可知,随着半径的 12 tan a 增大,摩托车的线速度也增大,D正确。 【例5】解析:选D。物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误;物体做速度大 小变化的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力,合力沿切 线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力方向间的夹 角为锐角,合力方向与速度方向不垂直,B、C错误,D正确。 【习题巩固】 1解析:选AB。向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的,A 正确:向心力可以是多个力的合力,也可以是其中的一个力或某一个力的分力,B正 确;向心力的方向总是指向圆心,方向不断变化,是一个变力,C错误;向心力的效 果是改变质点的线速度方向,不改变线速度的大小,D错误。 2解析:选D。根据题意可知,小球只受重力、支持力和拉力的作用,D正确,A、 8 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 B、C错误。 3解析:选C。雪橇做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力;滑动摩擦力的 方向和相对运动方向相反,故沿切线向后;拉力与摩擦力的合力指向圆心,故拉力指 向斜右上方,故C正确,A、B、D错误。 4解析:选D。容器绕其轴线转动时,两个物体随容器一起转动,以A为研究对 象,在水平方向上,容器施加的弹力提供A做圆周运动的向心力;在竖直方向,重力 和静摩擦力平衡,所以当转速增大后,物体A受到的摩擦力大小保持不变。以B为研 究对象,水平方向的静摩擦力提供向心力,由f=F=mωr得其受到的摩擦力随着转速 的增大而增大,故D正确。 5解析:选BC。向心力是效果力,本题中小球只受到重力与绳的拉力两个力的作 用,向心力是由二者的合力提供,或说是由拉力在水平方向上的分力提供,A错误,B v2 2元2 正确;由mg tan8=m, =mL sin a T 得v=NgL sin Otan0∝sin Otan0、T L sin =2元 Lcos日<cos日,C正确,D错误。 8 6.解析:选CD。 0/ Fr/0 mg 分析向心力来源时就沿着半径方向求合力即可,注意作出正确的受力分析图。如 图所示,对小球进行受力分析,它受到重力和绳子的拉力作用,向心力是指向圆心方 向的合力。因此,它可以是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向的 分力的合力。 7解析:选B。 人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 Ymg 分析小球的受力,如图所示。可知,弹力和重力合力提供向心力,满足mg tan0 红,两小球质量相同,故向心力相同,由于甲小球做圆周运动的轨道半径大于 =m T 乙小球的轨道半径,故甲的周期大于乙的周期,故选项B符合题意。 8解析:选C。因为圆盘转速不断增大,所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运 动,此时摩擦力F既要提供指向圆心的向心力,又要提供与运动方向相同的切向力, 所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角,故C正确。 9.解析:(1)小球的角速度大小为: 0=y=1.0 rad/s=4.0 rad/s; L0.25 (②)细线对小球的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得: F= 12 =0.40×1.02 0.25 N=1.6N; (3)细线对小球的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得:Fm= 哈 解得:yam= FoL =2.0m/s。 m 答案:(1)4.0rad/s (2)1.6N(3)2.0m/s 10人教版必修二第六章《圆周运动》新授课学案 6.2 向心力 【基础辨析】 (1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力。 (  ) (2)向心力和重力、弹力一样,都是根据性质命名的。(  ) (3)向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力。(  ) (4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心。(  ) (5)变速圆周运动的向心力大小改变。(  ) (6)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变。(  ) 【考点梳理】 考点一 向心力的理解和来源 1.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。 2.向心力的作用效果:改变线速度的方向。 3.向心力的来源 (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。 【特别提醒】向心力不是具有特定性质的某种力,任何性质的力都可以作为向心力,做匀速圆周运动的物体,所受的合力提供向心力。 【例1】(多选)下列关于向心力的说法中正确的是(  ) A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力 D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力 【例2】(多选)如图所示,一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放置一个木块,当圆盘匀角速度转动时,木块随圆盘一起运动,那么(  ) A.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向背离圆盘中心 B.木块受到圆盘对它的摩擦力,方向指向圆盘中心 C.当圆盘的角速度超过一定数值时,木块将滑动 D.因为摩擦力总是阻碍物体的运动,所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反 考点二 对常见匀速圆周运动模型的分析 图形 受力 分析 力的分解 与合成 满足的方程 或F合=mg tan θ=mω2l sin θ 或F合=mg tan θ=mω2(d+l sin θ) 或F合=mg tan θ=mrω2 或F合=mg tan θ=mrω2 【例3】图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设绳长l=10 m,质点的质量m=60 kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°,(不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2)求质点与转盘一起做匀速圆周运动时, (1)绳子拉力的大小; (2)转盘角速度的大小。 【例4】有一种杂技表演叫“飞车走壁”,由杂技演员驾驶摩托车沿光滑圆台形表演台的侧壁高速行驶,在水平面内做匀速圆周运动。图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h。如果增大高度h,则下列关于摩托车的说法正确的是(  ) A.对侧壁的压力FN增大 B.做圆周运动的周期T不变 C.做圆周运动的向心力Fn增大 D.做圆周运动的线速度增大 考点三 变速圆周运动和一般曲线运动 1.变速圆周运动 (1)受力特点:变速圆周运动中合外力不指向圆心,合力F产生改变速度大小和方向两个作用效果。即 (2)向心力公式:某一点的向心力仍可用Fn=m=mω2r公式求解,只不过v、ω都是指那一点的瞬时物理量。 2.一般曲线运动的处理方法 在分析质点经过曲线上某位置的运动时,把包含该位置的曲线上的一小段看成某个圆周的一部分,对该部分用Fn=m=mω2r求解。只是不同位置对应的“圆周运动”的“圆心”和“半径”不同。 【例5】如图所示,某物体沿光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中,物体的速率逐渐增大,则(  ) A.物体的合外力为零 B.物体的合力大小不变,方向始终指向圆心O C. 物体的合外力就是向心力 D.物体的合力方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外) 【习题巩固】 1.(多选)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,是根据力的作用效果命名的 B.向心力可以是多个力的合力,也可以是其中的一个力或某一个力的分力 C.对稳定的圆周运动,向心力是一个恒力 D.向心力的效果是改变质点的线速度大小和方向 2.如图所示,小球在细绳的牵引下,在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动。关于小球的受力情况,下列说法正确的是(  ) A.只受重力和拉力的作用 B.只受重力和向心力的作用 C.只受重力、支持力和向心力的作用 D.只受重力、支持力和拉力的作用 3.在水平冰面上,狗拉着雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心,能正确地表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力Ff的选项是(  ) 4.如图所示,一圆柱形容器绕其轴线匀速转动,内部有A、B两个物体,均与容器的接触面间始终保持相对静止。当转速增大后(A、B与容器接触面间仍相对静止),下列说法正确的是(  ) A.两物体受到的摩擦力都增大 B.两物体受到的摩擦力大小都不变 C.物体A受到的摩擦力增大,物体B受到的摩擦力大小不变 D.物体A受到的摩擦力大小不变,物体B受到的摩擦力增大 5.(多选)如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为m的小球。给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为θ。下列说法中正确的是(  ) A.小球受重力、绳的拉力和向心力作用 B.小球只受重力和绳的拉力作用 C.θ越大,小球运动的速度越大 D.θ越大,小球运动的周期越大 6.(多选)如图所示,一小球用细绳悬挂于O点,将其拉离竖直位置一个角度后释放,则小球以O点为圆心做圆周运动,运动中小球所需向心力是(  ) A.绳的拉力 B.重力和绳拉力的合力 C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力 7.如图,两个相同的小球在内表面光滑的漏斗形容器内做水平的圆周运动,甲的位置高于乙的位置。关于它们受到的向心力大小和周期大小,下列关系正确的是(  ) A.F甲=F乙 T甲=T乙 B.F甲=F乙 T甲>T乙 C.F甲>F乙 T甲=T乙 D.F甲<F乙 T甲>T乙 8.如图,一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动,在圆盘上放一块橡皮,橡皮块随圆盘一起转动(俯视为逆时针)。某段时间内圆盘转速不断增大,但橡皮块仍相对圆盘静止,在这段时间内,关于橡皮块所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中,正确的是(  ) 9.如图所示,小球通过细线绕圆心O在光滑水平面上做匀速圆周运动。已知小球质量m=0.40 kg,线速度大小v=1.0 m/s,细线长L=0.25 m。  (1)求小球的角速度大小ω; (2)求细线对小球的拉力大小F; (3)若细线最大能承受6.4 N的拉力,求小球运行的最大线速度。 6.2 向心力 答案+解析 【基础辨析】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ 【考点梳理】 【例1】解析:选BC。物体做圆周运动就需要有向心力,向心力是由外界提供的,不是物体本身产生的,故A错误;向心力总是与速度方向垂直,不做功、不能改变速度的大小,但改变速度的方向,故B正确;做匀速圆周运动的物体的向心力是以效果命名的,是由物体所受合外力提供的,故C正确;在非匀速圆周运动中,其向心力是由合外力指向圆心的分力提供的,故D错误。 【例2】解析:选BC。对木块进行受力分析可知,木块受到重力、支持力和摩擦力的作用,重力是竖直向下的,支持力是竖直向上的,重力和支持力都在竖直方向上,这两个力为平衡力,只有摩擦力提供了物体做圆周运动的向心力,所以摩擦力的方向应该是指向圆心的,A、D错误,B正确;当圆盘的角速度超过一定数值时,最大静摩擦力不足以提供向心力,则木块将滑动,做离心运动,故C正确。 【例3】解析:(1)如图所示,对人和座椅进行受力分析,图中F为绳子的拉力, 在竖直方向:F cos 37°-mg=0 解得F==750 N。 (2)人和座椅在水平面内做匀速圆周运动,重力和绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有 mg tan 37°=mω2R R=d+l sin 37° 联立解得ω= = rad/s。 答案:(1)750 N (2) rad/s 【例4】解析:选D。 对摩托车受力分析,如图所示,摩托车所受合力提供向心力,当h增大后,摩托车做圆周运动的轨道半径增大,侧壁对摩托车的支持力满足F=,可知,随着半径的增大,对侧壁压力FN不变,A错误;根据=mr可知,随着半径的增大,摩托车的运动周期将增大,B错误;摩托车的重力不变,侧壁给的支持力不变,合力不变,合力提供向心力,故向心力不变,C错误;根据=m可知,随着半径的增大,摩托车的线速度也增大,D正确。 【例5】解析:选D。物体做加速曲线运动,合力不为零,A错误;物体做速度大小变化的圆周运动,合力不指向圆心,合力沿半径方向的分力提供向心力,合力沿切线方向的分力使物体速度变大,即除在最低点外,物体的速度方向与合力方向间的夹角为锐角,合力方向与速度方向不垂直,B、C错误,D正确。 【习题巩固】 1.解析:选AB。向心力是指向圆心方向的合力,是根据力的作用效果命名的,A正确;向心力可以是多个力的合力,也可以是其中的一个力或某一个力的分力,B正确;向心力的方向总是指向圆心,方向不断变化,是一个变力,C错误;向心力的效果是改变质点的线速度方向,不改变线速度的大小,D错误。 2.解析:选D。根据题意可知,小球只受重力、支持力和拉力的作用,D正确,A、B、C错误。 3.解析:选C。雪橇做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力;滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反,故沿切线向后;拉力与摩擦力的合力指向圆心,故拉力指向斜右上方,故C正确,A、B、D错误。 4.解析:选D。容器绕其轴线转动时,两个物体随容器一起转动,以A为研究对象,在水平方向上,容器施加的弹力提供A做圆周运动的向心力;在竖直方向,重力和静摩擦力平衡,所以当转速增大后,物体A受到的摩擦力大小保持不变。以B为研究对象,水平方向的静摩擦力提供向心力,由f=Fn=mω2r得其受到的摩擦力随着转速的增大而增大,故D正确。 5.解析:选BC。向心力是效果力,本题中小球只受到重力与绳的拉力两个力的作用,向心力是由二者的合力提供,或说是由拉力在水平方向上的分力提供,A错误,B正确;由mg tan θ=m=mL sin θ得v=∝、T=2π∝,C正确,D错误。 6.解析:选CD。 分析向心力来源时就沿着半径方向求合力即可,注意作出正确的受力分析图。如图所示,对小球进行受力分析,它受到重力和绳子的拉力作用,向心力是指向圆心方向的合力。因此,它可以是小球所受合力沿绳方向的分力,也可以是各力沿绳方向的分力的合力。 7.解析:选B。 分析小球的受力,如图所示。可知,弹力和重力合力提供向心力,满足mg tan θ=mr,两小球质量相同,故向心力相同,由于甲小球做圆周运动的轨道半径大于乙小球的轨道半径,故甲的周期大于乙的周期,故选项B符合题意。 8.解析:选C。因为圆盘转速不断增大,所以橡皮块将随圆盘一起进行加速圆周运动,此时摩擦力Ff既要提供指向圆心的向心力,又要提供与运动方向相同的切向力,所以合力方向应该在轨道内侧且与速度成锐角,故C正确。 9.解析:(1)小球的角速度大小为: ω== rad/s=4.0 rad/s; (2)细线对小球的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得: F=m=0.40× N=1.6 N; (3)细线对小球的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得:Fm=m, 解得:vm= =2.0 m/s。 答案:(1)4.0 rad/s  (2)1.6 N (3)2.0 m/s ( 1 ) 学科网(北京)股份有限公司 $

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6.2 向心力 学案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册
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