2020-2021学年6.向心力学案及答案

第6节  向心力

前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。

复习：向心加速度方向？大小？物理意义？

这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。

预习过程中，思考以下问题：

1、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。向心力的方向如何？有何作用？

2、简述实验原理（怎样达到实验的目的？写出用到的表达式。关键是找到谁提供向心力！）

需要记录哪些数据？(公式决定)

3、实验中需要哪些器材？自备实验器材。需要天平吗？

4、实验过程中要注意什么？产生误差的主要原因是什么？（组内讨论）。

5、向心力是以性质命名？还是以效果命名？为什么？变速圆周运动之物需要不需要向心力？（圆锥摆中，谁提供向心力？）

6、向心力能否改变速度？能否改变速度的大小？为什么？绳子拴钥匙在竖直平面内圆周运动，钥匙上的过程中，速度大小怎样变化？靠什么力？

7、匀速圆周运动的加速度有何特征？变速圆周运动的加速度有何特征？

如何解决一般的曲线运动？

8、匀速圆周运动中，谁提供向心力？变速圆周运动中，谁提供向心力？怎样找？

例1  关于向心力，以下说法中不正确的是（    ）

A．是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力

B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力

C．向心力是线速度变化的原因

D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动

例2  如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（    ）

A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大

B．物体所受弹力增大，摩擦力减小

C．物体所受弹力减小，摩擦力减小

D．物体所受弹力增大，摩擦力不变

例3   如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R。当圆台旋转时，则（    ）

A．若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大

B．若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小

C．当圆台转速增大时，B比A先滑动

D．圆台转速增大时，C比B先滑动

 提示： 注意抓住临界状态进行分析。

【夯实基础】

1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（    ）

A．向心加速度         B．线速度        C．向心力          D．角速度

2．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是 (    )

  A．物体除其他的力外还要受到—个向心力的作用

  B．物体所受的合外力提供向心力

  C．向心力是一个恒力

D．向心力的大小—直在变化   

3．下列关于向心力的说法中正确的是（   ）

A．物体受到向心力的作用才可能做圆周运动

B．向心力是指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果来命名的，但受力分析时应该画出

C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某一种力或某几种力的合力

D．向心力只改变物体运动的方向，不改变物体运动的快慢

4.关于匀速圆周运动的周期大小，下列判断正确的是 (    )

  A．若线速度越大，则周期一定越小

  B．若角速度越大，则周期一定越小

  C．若半径越大，则周期一定越大

  D．若向心加速度越大，则周期一定越大

5.一个2.0kg的物体在半径是1.6 m的圆周上以4 m／s的速率运动，向心力为多大?

【知能提升】

6、有一质量为m的小物块，由碗边滑向碗底，该碗的内表面是半径为R的圆弧且粗糙程度不同，由于摩擦力的作用，物块的运动速率恰好保持不变.则（    ）

A.物块的加速度为零                       B.物块所受合力为零

C.物块所受合力大小一定，方向改变         D.物块所受合力大小、方向均一定

7、如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体A和B，它们与盘间的摩擦因数相同，当圆盘转动到两个物体刚好还未发生滑动时，烧断细线，两个物体的运动情况是（   ）

A．两物体沿切向方向滑动

B．两物体均沿半径方向滑动，离圆盘圆心越来越远

C．两物体仍随圆盘一起做圆周运动，不发生滑动

D．物体B仍随圆盘一起做匀速圆周运动，物体A发生滑动，离圆盘圆心越来越远

8、甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同时间里甲转过60°角，乙转过45°角。则它们的向心力之比为（    ）

A．1∶4       B．2∶3          C．4∶9      D．9∶16

9、长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2处有一钉子C，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的

（    ）

A．线速度突然增大                B．角速度突然增大

C．向心加速度突然增大             D．悬线拉力突然增大

参考答案：

1、D    2、B    3、ACD    4、B    5、20N     6、C     7、D     8、C    9、BCD