第4章 实验6 探究向心力大小的表达式 演练知能提升(课件PPT)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·物理

该高中物理高考复习课件聚焦圆周运动核心考点，涵盖向心力、向心加速度及实验探究，依据高考评价体系明确实验题占比30%的高频考点，归纳控制变量法应用、图像分析等常考题型，体现备考针对性与实用性。 课件亮点在于真题模拟与核心素养融合，以广东深圳模拟题为例，通过F-ω²图像斜率分析培养科学推理和模型建构能力，指导游标卡尺读数等实验技巧，帮助学生掌握得分方法，助力教师精准复习教学。

演练知能提升 1 1．(2026·广东深圳市模拟)“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”的实验装置如图所示。   在“探究向心力与半径之间的关系”过程中，将皮带绕在左右塔轮上，并选择左右塔轮半径________(选填“相同”或“不同”)，将质量相同的两个小球分别放在________(选填“A、B”“A、C”或“B、C”)位置，然后摇动手柄进行观察和记录。 相同 B、C 4 5 6 1 2 3 演练知能提升 解析：要研究向心力与半径的关系，应控制小球质量与角速度相等，半径不同，需将两个质量相同的小球分别放置在B、C处，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上，使小球的角速度相等。 4 5 6 1 2 3 演练知能提升 A 2．(2026·天津河北区期末)“探究向心力大小的表达式”实验装置如图所示。 (1)采用的实验方法是________。 A．控制变量法　 B．等效法　 C．模拟法 解析：本实验先控制住其他几个因素不变，集中研究其中一个因素变化所产生的影响，采用的实验方法是控制变量法。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (2)在小球质量和转动半径相同的情况下，逐渐加速转动手柄到一定速度后保持匀速转动。此时左、右标尺露出的红白相间等分标记的比值等于两小球的_______________(选填“线速度大小”“角速度平方”或“周期平方”)之比；在加速转动手柄过程中，左、右标尺露出红白相间等分标记的比值________(选填“不变”“变大”或“变小”)。 角速度平方 不变 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 3．(2026·河南郑州市模拟)某兴趣小组利用智能手机验证向心加速度与角速度、半径的关系。如图甲所示，用双股细绳将手机竖直悬挂，手机平面与水平面平行，用手搓动细绳带动手机旋转。利用手机内置传感器得到角速度ω和向心加速度an。图乙为某次实验中利用手机软件绘制的an－ω图像。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (1)仅由图乙中的an－ω图像可以得到的结论是半径一定时，增大转动的角速度，向心加速度________(选填“增大”“减小”或“不变”)。 解析：由题图乙可知，半径一定时，增大转动的角速度，向心加速度增大。 增大 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 解析：由向心力表达式Fn＝mω2r，可得an＝ω2r，则半径一定时，题图丙所示的图线为过原点的直线，则横坐标应为ω2。 ω2 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (3)下列哪种操作，可能对图丙中直线的斜率产生较大影响________。 A．增大手机的转速 B．更换不同大小的手机 C．改变手机转动的总时间 D．改变细绳的长度 解析：根据an＝ω2r可知，图像斜率为手机的尺寸，则更换不同大小的手机可对题图丙中直线的斜率产生较大影响，故A、C、D错误，B正确。 B 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 4．(2026·广东广州市天河区模拟)某小组为探究向心力的大小，设计了如下实验。粗糙圆形水平桌面可匀速转动，不可伸长的细绳一端连接固定在桌面圆心O处的力传感器，另一端连接物块P，P与O的距离为r，P与桌面间的动摩擦因数为μ。力传感器可测得绳上的拉力F，初始时刻F示数为0，细绳始终处于伸直状态。若P与桌面始终相对静止，P与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细绳质量不计，重力加速度为g，请回答下列问题： 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (1)控制桌面转动的角速度不变，改变P的质量多次实验，记录数据后绘出F－m图像，下列选项中最符合的是________。 A 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 解析：根据题意，由牛顿第二定律有F＋fm＝mω2r，又有fm＝μmg，联立解得F＝(ω2r－μg)m，由于ω、r、μ、g不变，可知F∝m，即F－m图像为过原点直线，故选A。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (2)控制P的质量不变，改变桌面转动的角速度多次实验，绘出的F－ω2图像为一条直线，直线的斜率为k，截距为－b，则滑块的质量可表示为________，动摩擦因数μ可表示为________。(用题中所给的字母表示) 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 5．(2026·安徽省模拟调研)某实验小组想验证向心力公式表达式，实验装置如图1所示，一个半圆形光滑轨道，右侧所标记的刻度为该点与圆心连线和竖直方向的夹角为θ，圆弧轨道最低点固定一个力传感器，小球到达该处时可显示小球在该处对轨道的压力大小为FN，小球质量为m，重力加速度为g。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 2 3 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 相等 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 6．(2026·广东广州市真光中学调研)用如图甲所示的向心力实验器，定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度大小、运动半径之间的关系。如图甲，光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力F的大小，砝码与旋臂转轴的水平距离为s；宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度ω。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 现研究向心力大小与角速度的关系，完成下列内容： (1)用如图丙所示的游标卡尺测量挡光杆的宽度d，它的游标卡尺为19 mm长20等分，它的读数d＝________cm。 解析：游标卡尺的精确度为0.05 mm，读数为1.4 cm＋10×0.05 mm＝1.450 cm。 1.450 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (2)调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为Δt，则此时挡光杆的线速度大小为________，砝码做圆周运动的角速度大小为__________(用s、d、L、Δt表示)。 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 (3)计算机利用数据采集器生成的F、ω2数据点并拟合成一条F－ω2图线如图乙。由图乙可知，砝码做圆周运动所受向心力的大小与角速度的关系是_________________________________________________________。 解析：由图像可知F与ω2成正比关系，即质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比。 质量和半径一定时，向心力的大小与角速度的平方成正比 4 5 6 2 3 1 演练知能提升 $