6.2向心力導(dǎo)學(xué)案高一下學(xué)期物理人教版2019

組題人：楊密花核對(duì)人：組題人：楊密花核對(duì)人：楊密花學(xué)案§6.2向心力[學(xué)習(xí)目標(biāo)]知道向心力的命名方法,能分析向心力的來源。2.探究向心力大小表達(dá)式的探究方案,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,得出結(jié)論。[導(dǎo)學(xué)]向心力1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力總是指向_________,這個(gè)力就叫作_________力。它是按效果來命名的力,只改變速度的_________。向心力可以是由某個(gè)力或者幾個(gè)力的合力提供的。

2.向心力特點(diǎn)：方向始終與V垂直，指向圓心，是變力，只改變速度的方向。3.向心力大?。篎=man=m==mwv=4.產(chǎn)生：向心力是按效果命名的力，不是某種性質(zhì)力，因此，向心力可以由某一個(gè)力提供，也可以由某個(gè)力的分力，或是幾個(gè)力的合力來提供，要根據(jù)物體受力的實(shí)際情況判定。5.勻速圓周運(yùn)動(dòng):合力充當(dāng)向心力，合力指向圓心，是個(gè)變力。二、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般的曲線運(yùn)動(dòng)1．變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力：變速圓周運(yùn)動(dòng)的合力產(chǎn)生兩個(gè)方向的效果，如圖所示。(1)跟圓周相切的分力F：產(chǎn)生切向加速度，此加速度描述線速度大小變化的快慢。(2)指向圓心的分力F：產(chǎn)生向心加速度，此加速度描述線速度方向改變的快慢。2．一般的曲線運(yùn)動(dòng)的處理方法：(1)一般的曲線運(yùn)動(dòng)：運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)．(2)處理方法：可以把曲線分割成許多很短的小段，每一小段可看做一小段圓孤。研究質(zhì)點(diǎn)在這一小段的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的處理方法進(jìn)行處理。三、對(duì)向心力理解：(1)向心力：在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，合外力一定是向心力，合外力的方向一定指向圓心。(2)向心力大?。篎n＝man＝m＝mω2r＝m2r；v、ω都是指那一點(diǎn)的瞬時(shí)速度。(3)向心力的方向：無論是否為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力總是沿著半徑指向圓心，方向時(shí)刻改變，故向心力是變力。(4)向心力的作用效果:改變線速度的方向．由于向心力始終指向圓心，其方向與物體運(yùn)動(dòng)方向始終垂直，故向心力不改變線速度的大小。(5)向心力的來源向心力是根據(jù)力的作用效果命名的．它可以由重力、彈力、摩擦力等各種性質(zhì)的力提供，也可以由它們的合力提供，還可以由某個(gè)力的分力提供。①當(dāng)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于物體沿切線方向的加速度為零，即切線方向的合力為零，物體受到的合外力一定指向圓心，以提供向心力產(chǎn)生向心加速度。②當(dāng)物體做非勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其向心力為物體所受的合外力在半徑方向上的分力，而合外力在切線方向的分力則用于改變線速度的大小。運(yùn)動(dòng)模型汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)臺(tái)豎直圓筒內(nèi)壁向心力的來源圖示運(yùn)動(dòng)模型圓錐擺飛車走壁飛機(jī)在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源圖示(1)變速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力不指向圓心，合力F產(chǎn)生改變速度大小和方向兩個(gè)作用效果．即四、實(shí)驗(yàn)：探究向心力大小的表達(dá)式實(shí)驗(yàn)結(jié)論：①在質(zhì)量和半徑一定的情況下，向心力的大小與角速度的平方成正比。②在質(zhì)量和角速度一定的情況下，向心力的大小與半徑成正比。③在半徑和角速度一定的情況下，向心力的大小與質(zhì)量成正比。[典型例題]下列說法正確的是()A.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的向心力是恒力。B.向心力和重力、彈力一樣，都是根據(jù)性質(zhì)命名的。C.做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力的大小和方向都改變。D.向心力可以是物體受到的某一個(gè)力，也可以是物體受到的合力。E.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力就是向心力。F.變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不指向圓心。G．物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生了一個(gè)向心力H．向心力不改變圓周運(yùn)動(dòng)中物體線速度的大小I．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，除了受到別的物體對(duì)它的作用力外，還一定受到一個(gè)向心力的作用G．向心力和向心加速度的方向都是不變的K．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定充當(dāng)向心力L.變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力并不指向圓心。M．向心力的方向始終沿著半徑指向圓心，所以是一個(gè)變力N．向心力只改變物體速度的方向，不改變物體速度的大小O．向心力一定是物體所受的合外力P.向心力的作用是改變物體的速度方向。Q．向心力可以是重力、彈力、摩擦力中的某個(gè)力，也可以是這些力中某幾個(gè)力的合力，或者是某一個(gè)力的分力R.向心力可以是物體受到的某一個(gè)力,也可以是物體受到的合力。S．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，因向心力總是沿半徑指向圓心，且大小不變，故向心力是一個(gè)恒力T．因向心力指向圓心，且與線速度方向垂直，所以它不能改變線速度的大小U．對(duì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行受力分析時(shí)，一定不要漏掉向心力V.一般曲線運(yùn)動(dòng)中彎曲程度不同的圓弧對(duì)應(yīng)的圓弧半徑也不同。W．向心力只能改變物體的運(yùn)動(dòng)方向，不能改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢X．若汽車以恒定的角速度轉(zhuǎn)彎，選擇內(nèi)圈較為安全Y．汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用Z.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受各力的合力一定充當(dāng)向心力2．物理學(xué)是集科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)思維為一體的學(xué)科。下列有關(guān)科學(xué)思維方法的敘述正確的是（）A．圖甲所示，在觀察桌面的微小形變時(shí)，運(yùn)用了極限思維法B．圖乙所示“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用了理想模型法C．圖丙所示的“探究向心力大小與質(zhì)量、角速度、軌道半徑的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用了類比法D．圖丁為著名的伽利略斜面實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用了理想實(shí)驗(yàn)法3．過山車的部分軌道可簡(jiǎn)化為半徑為、的圓，其底部位于同一水平面上，。質(zhì)量為的一節(jié)過山車（可簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)）以某一速度滑上半徑為的軌道時(shí)，恰好能通過軌道的最高點(diǎn)；若過山車通過軌道的最高點(diǎn)時(shí)速度恰好與通過的最高點(diǎn)時(shí)相等，則過山車通過的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力為（）A．0B． C． D．4．如圖所示，質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)A、B被用輕質(zhì)細(xì)線懸掛在同一點(diǎn)O，在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則（）A.A的線速度一定比B的線速度大B.A的角速度一定比B的角速度大C．A的向心力一定比B的向心力小D．A所受細(xì)線的拉力一定比B所受細(xì)線的拉力小5．如圖所示，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g。則下列說法正確的是（）A．小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受向心力一定為小球重力B．小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零C．小球在最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力D．小球在最高點(diǎn)的速率至少為6．如圖所示，在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上放一個(gè)質(zhì)量M＝2kg的木塊，它與轉(zhuǎn)臺(tái)間最大靜摩擦力Fmax＝4.0N，繩的一端系在木塊上，穿過轉(zhuǎn)臺(tái)的中心孔O(孔光滑，忽略小滑輪的影響)，另一端懸掛一個(gè)質(zhì)量m＝1.0kg的物體，當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度ω＝5rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，木塊相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)靜止，則木塊到O點(diǎn)的距離可能是(g取10m/s2，M、m均視為質(zhì)點(diǎn))()A．0.04mB．0.08mC．0.16mD．0.28m7．如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的輕質(zhì)彈性桿插入桌面上的小孔中，桿的另一端固定一質(zhì)量為m的小球，今使小球在水平面內(nèi)作半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度為ω，則下列說法正確的是(

)A．小球所受的合外力大小為mω2RB．小球所受的合外力大小為C．小球?qū)U作用力的大小為D．小球?qū)U作用力的大小為8．如圖所示，兩個(gè)物體以相同大小的初始速度從O點(diǎn)同時(shí)分別向x軸正負(fù)方向水平拋出，它們的軌跡恰好是拋物線方程，(曲率半徑簡(jiǎn)單地理解,在曲線上一點(diǎn)附近與之重合的圓弧的最大半徑)那么以下說法正確的是（）A．初始速度為B．初始速度為C．O點(diǎn)的曲率半徑為D．O點(diǎn)的曲率半徑為9.如圖所示，一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P，細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上，Q放在帶小孔（小孔光滑）的水平桌面上，小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)使小球在一個(gè)更高的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，而金屬塊Q始終靜止在桌面上的同一位置，則改變高度后與原來相比較，下面的判斷中正確的是()A．細(xì)線所受的拉力變小B．小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大C．Q受到桌面的靜摩擦力變小D．Q受到桌面的支持力變大10.如圖所示，內(nèi)壁光滑的半球形容器固定放置，其圓形頂面水平．兩個(gè)完全相同的小球a、b分別沿容器內(nèi)壁，在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列判斷正確的是（

）A．a(chǎn)對(duì)內(nèi)壁的壓力小于b對(duì)內(nèi)壁的壓力B．a(chǎn)的周期小于b的周期C．a(chǎn)的角速度小于b的角速度D．a(chǎn)的向心加速度與b的向心加速度大小相等11．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線拴一質(zhì)量為m的小球，細(xì)線另一端固定于O點(diǎn)，讓小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)通常稱為圓錐擺運(yùn)動(dòng)。已知運(yùn)動(dòng)中細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，重力加速度為g，求∶（1）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大??；（2）細(xì)線對(duì)小球的拉力F的大?。唬?）小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小。12．如圖所示，一半徑的圓盤水平放置，在其邊緣E點(diǎn)固定一個(gè)小桶，在圓盤直徑的正上方平行放置一水平滑道，滑道右端C點(diǎn)與圓盤圓心O在同一豎直線上，高度差。為一豎直面內(nèi)的光滑圓弧軌道，半徑，且與水平滑道相切于B點(diǎn)。一質(zhì)量的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)滑塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)，對(duì)B點(diǎn)壓力為，恰在此時(shí)，圓盤從圖示位置以一定的角速度繞通過圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，最終物塊由C點(diǎn)水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。已知滑塊與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，取，求：（1）滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；（2）水平滑道的長(zhǎng)度；（3）圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿足的條件。13．如圖所示，一個(gè)小球可以繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。B點(diǎn)是圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)，不可伸長(zhǎng)的懸線的長(zhǎng)為L(zhǎng)?，F(xiàn)將球拉至A點(diǎn)，懸線剛好拉直，懸線與豎直方向的夾角θ=53°，給小球一個(gè)水平向右的初速度，結(jié)果小球剛好平拋到B點(diǎn)，小球的質(zhì)量為m。重力加速度為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：（1）小球的初速度大??；（2）小球在B點(diǎn)開始做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)懸線的張力。14．第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將于2022年在中國北京和張家口舉行。如圖所示為簡(jiǎn)化后的雪道示意圖，運(yùn)動(dòng)員一定的初速度從半徑R=10m的圓弧軌道AB末端水平飛出，落在傾角為的斜坡上，已知運(yùn)動(dòng)員到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是其重力的5倍，重力加速度g取10m/s2，不計(jì)空氣阻力。求：（1）運(yùn)動(dòng)員到B點(diǎn)時(shí)的速度；（2）運(yùn)動(dòng)員在斜坡上的落點(diǎn)距B點(diǎn)的距離。15．如圖（a）所示，A、B為釘在光滑水平面上的兩根鐵釘，小球C用細(xì)繩拴在鐵釘B上（細(xì)繩能承受足夠大的拉力），A、B、C在同一直線上。時(shí)，給小球一個(gè)垂直于繩的速度，使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)。在時(shí)間內(nèi)，細(xì)繩的拉力隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖（b）所示，則：（1）兩釘子間的距離為繩長(zhǎng)的幾分之幾？（2）時(shí)細(xì)繩的拉力大??？（3）時(shí)細(xì)繩的拉力大?。縖銜接高考]1．如圖，一同學(xué)表演蕩秋千。已知秋千的兩根繩長(zhǎng)均為10m，該同學(xué)和秋千踏板的總質(zhì)量約為50kg。繩的質(zhì)量忽略不計(jì)，當(dāng)該同學(xué)蕩到秋千支架的正下方時(shí)，速度大小為8m/s，此時(shí)每根繩子平均承受的拉力約為（）A．200N B．400N C．600N D．800N2．如圖所示，摩天輪懸掛的座艙在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．座艙的質(zhì)量為m，運(yùn)動(dòng)半徑為R，角速度大小為ω，重力加速度為g，則座艙()A．運(yùn)動(dòng)周期為B．線速度的大小為ωRC．受摩天輪作用力的大小始終為mgD．所受合力的大小始終為mω2R3．“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。①采用的實(shí)驗(yàn)方法是A．控制變量法B．等效法C．模擬法②在小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同的情況下，逐漸加速轉(zhuǎn)動(dòng)手柄到一定速度后保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)左右標(biāo)尺露出的紅白相間等分標(biāo)記的比值等于兩小球的之比（選填“線速度大小”、“角速度平方”或