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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力课前预习课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 向心力课前预习课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了向心力，知识点一向心力，线速度，作用效果，绳的拉力，摩擦力，重力和拉力的合力，控制变量法，Fnmω2r，圆周运动等内容，欢迎下载使用。
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向 ,这个指向圆心的力就叫作向心力.2.方向:始终沿着 指向 ,与 方向垂直.3.来源(1)向心力是按照力的 命名的,物体受到指向圆心的外力均可称为向心力.(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ,也可能是某个力的分力.
(3)下面的物体做匀速圆周运动,如图所示.
①图甲中,向心力由 提供.②图乙中,向心力由 提供.③图丙中,向心力由 提供.
知识点二 向心力的大小
答案:换用质量大的沙袋,向心力变大;增大沙袋转动的速度,向心力变大;增加绳的长度,向心力变大.
1.如图所示,在绳子的一端拴一个小沙袋,另一端握在手中.将手举过头顶,使沙袋在水平面内做圆周运动.此时,沙袋所受的向心力近似等于绳对沙袋的拉力.换用质量大的沙袋,向心力如何变化?增大沙袋转动的速度,向心力如何变化?增加绳的长度,向心力如何变化?
2.实验探究向心力大小的表达式,所使用的实验方法是 .3.向心力的表达式: 或者 .
知识点三 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
1.做变速圆周运动的物体所受合力一般不指向 .2.根据合力F产生的效果,可以把F分解为跟圆 的分力Ft和指向 的分力Fn,如图所示.
3.一般的曲线运动.(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是 也不是 的曲线运动.(2)处理方法:可以把曲线分割成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作 的一部分.
1.向心力的方向时刻指向圆心,方向不断变化.( )2.物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力.( )3.做匀速圆周运动的向心力是恒力.( )4.向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向.( )5.做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力.( )6.物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大.( )
如图所示,用一根细绳,一端系一小球,另一端固定在一枚图钉上.将图钉钉在光滑水平桌面上.
2.细绳伸直后(设绳保持伸直状态),小球做什么运动?小球受到哪些力的作用?
答案:细绳伸直后,小球做匀速圆周运动.小球受到三个力的作用,重力、支持力和绳子对小球的拉力.
1.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻推小球,在绳子伸直前,小球做什么运动?为什么?
答案:绳子伸直前,由于小球只在竖直方向上受重力和支持力的作用,二力平衡,小球做匀速直线运动.
3.小球做匀速圆周运动时,向心力的来源是什么?向心力的作用效果是什么?向心力是物体真实受到的某个力吗?
答案:小球做匀速圆周运动时,绳子对小球的拉力或者说重力、支持力和绳子对小球的拉力的合力提供向心力.向心力的作用效果是只改变速度方向而不改变速度大小.向心力是指向圆心方向上的合力,并不是物体真实受到的某个力.
1.向心力的作用效果:改变线速度的方向.由于向心力始终指向圆心,其方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变速度的大小.2.向心力的方向:无论是否为匀速圆周运动,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.3.向心力是按力的作用效果命名的,充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,可以是某一个单独的力,也可以是几个力的合力,还可以是物体受到的合力在沿半径指向圆心方向上的分量.
【典例1】把一个小球放在光滑的半球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动,如图所示.关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.小球受重力、向心力B.小球受到的合力为0C.小球受重力、容器壁的支持力D.小球受重力、容器壁的支持力和向心力
解析:小球沿光滑的半球形容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动时,小球受重力、支持力,合力指向运动轨迹的圆心,提供向心力.故选项C正确.
【变式】关于做匀速圆周运动物体的向心力,下列说法正确的是( )A.向心力是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的B.向心力与速度方向不一定始终垂直C.向心力只能改变线速度的方向D.向心力只改变线速度的大小
解析:向心力是根据力的作用效果命名的,故选项A错误;由于向心力指向圆心,与线速度方向始终垂直,所以它的效果只是改变线速度方向,不会改变线速度大小,故选项B、D错误,选项C正确.
下图为向心力演示器的示意图,当匀速转动手柄1时,变速塔轮2和3就随之匀速转动,放在长槽4和短槽5中的小球A和B就随之做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供.球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记,可以粗略计算出两球所受向心力的比值.
1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球转动的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3,分别读出两球所受的向心力大小之比,将结果填入表1.
表1:m1=m2,r1=r2
根据表中数据,你能得出什么结论?
答案:在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的二次方成正比.
2.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使半径之比为2∶1;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,分别读出两球所受的向心力大小之比,然后使半径之比为3∶1、4∶1重复实验,将结果填入表2.
答案:在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比.
表2:m1=m2,ω1=ω2
3.分别将质量之比为1∶1、1∶2、1∶3的不同小球放在长槽和短槽上,使两球的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,分别读出两球所受的向心力大小之比,将结果填入表3.
答案:在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比.
表3:r1=r2,ω1=ω2
1.实验注意事项.(1)实验前应将横臂紧固,螺钉旋紧,以防球和其他部件飞出造成事故.(2)实验时,不宜使标尺露出的格数太多,以免球沿槽外移引起过大的误差.(3)摇动手柄时,应力求加速缓慢速度均匀.(4)皮带要拉紧.
【典例2】如图所示的装置是用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的.两个变速塔轮通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对钢球的压力提供钢球所需的向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺.根据标尺上的红白相间的等分标记,可以粗略计算出两个钢球所受向心力的比值.
(1)在研究向心力的大小Fn与质量m的关系时,要保持 相同. A.ω和r B.ω和m C.m和r D.m和Fn(2)如果两个钢球的质量和半径相等,则是在研究向心力的大小Fn与 的关系. A.质量m B.半径r C.角速度ω
解析:在研究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,需先控制某个量不变,研究另外两个物理量的关系,该方法为控制变量法.(1)根据控制变量法的要求可知,在研究向心力的大小Fn与质量m的关系时,要保持角速度与半径相同.(2)两球的质量相同,转动的半径相等,可知研究的是向心力的大小与角速度的关系.
答案:(1)A (2)C
【变式】如图所示,图甲为用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图,图乙为其俯视图.图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,且a、b轮半径相同.a、b两轮在皮带的带动下匀速转动.
(1)两槽转动的角速度ωA (选填“>”“=”或“<”)ωB. (2)现有两质量相同的钢球,①球放在A槽的边缘,②球放在B槽的边缘,它们到各自转轴的距离之比为2∶1,则钢球①、②的线速度之比为 ,受到的向心力之比为 .
答案: (1)= (2)2∶1 2∶1
解析: (1)因两轮为皮带传动,边缘处线速度相等,且两轮半径相同,故转动的角速度相同,而两槽的角速度与两轮角速度相等,则两槽转动的角速度相等,即ωA=ωB.(2)钢球①、②的角速度相同,半径之比为2∶1,根据v=ωr可知,线速度之比为2∶1;根据Fn=mω2r可知,受到的向心力之比为2∶1.
探究三 匀速圆周运动的分析思路
如图甲所示,圆盘上的物体A随圆盘一起匀速转动;如图乙所示,在光滑漏斗内壁上,物体B做匀速圆周运动.
1.物体A、B所需要的向心力分别由什么力提供?
答案:物体A做匀速圆周运动所需的向心力由静摩擦力提供.物体B做匀速圆周运动所需的向心力由重力和支持力的合力提供,或者说由支持力在水平方向上的分力提供.
2.要使图甲中物体A随圆盘一起匀速转动,对圆盘转动的角速度是否有要求?
1.分析思路:凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力.物体所受力的合力充当向心力,这是处理该类问题的理论基础.
2.匀速圆周运动的解题步骤.
【典例3】几位同学用如图所示的装置粗略验证向心力的表达式.他们用细线吊着一小铁球,使小铁球在水平面内做匀速圆周运动.他们用仪器测出下列物理量:小铁球质量m、悬点O到球心距离l、细线与竖直方向的夹角α.已知重力加速度为g,求:(1)小铁球做匀速圆周运动时向心力的大小;(2)小铁球做匀速圆周运动时的角速度大小;(3)小铁球做匀速圆周运动时的线速度大小.
【典例4】(2022·广东东莞)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.当圆筒的转速减小以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是 ( )
A.物体所受弹力增大,摩擦力增大B.物体所受弹力不变,摩擦力减小C.物体所受弹力减小,摩擦力不变D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
解析:设物体所受弹力为FN,圆筒半径为r,转速为n,根据牛顿第二定律得,FN=mr(2πn)2,转速减小,则物体所受的弹力减小,在竖直方向上,有Ff=mg,可知摩擦力不变,选项C正确.
探究四 变速圆周运动和一般曲线运动
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,如图所示.
1.小朋友从秋千的一侧荡到另一侧,小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动?为什么?
答案:小朋友做的是变速圆周运动,因为当秋千向下荡时,小朋友的速度越来越大,在最低处速度最大;当秋千向上荡时,小朋友的速度越来越小,在最高处速度为0.
1.变速圆周运动的受力特点.(1)变速圆周运动中合力并不指向圆心,合力F产生两个作用效果,即：
2.一般曲线运动的处理方法.一般曲线运动,可以把曲线分割成许多极短的小段,每一小段的运动都可看作圆周运动的一部分.圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径.这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
1.下列关于向心力的说法,正确的是( )A.物体由于做圆周运动产生了一个向心力B.做匀速圆周运动的物体,其向心力是由其他性质力提供的C.做匀速圆周运动的物体,其向心力不变D.线速度决定向心力的大小
2如图所示,小球在一细绳的牵引下,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.只受重力和支持力的作用B.只受重力和向心力的作用C.只受重力、支持力和拉力的作用D.只受重力、支持力、拉力和向心力的作用
4.下页图所示为向心力演示器示意图.匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动,小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间的等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的大小之比.现分别将小球放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系,下列做法正确的是( )
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的钢球做实验B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢球做实验C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢球做实验D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的钢球做实验
5.质量为1.5 kg的物体做匀速圆周运动,5 s内沿半径为10 m的圆周运动了100 m,求:(1)物体线速度的大小;(2)物体所受向心力大小.
答案:(1)20 m/s (2)60 N
1.定义:做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向 ,这个指向圆心的力就叫作向心力.2.方向:始终沿着 指向 ,与 方向垂直.3.来源(1)向心力是按照力的 命名的,物体受到指向圆心的外力均可称为向心力.(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的 ,也可能是某个力的分力.
(3)下面的物体做匀速圆周运动,如图所示.
①图甲中,向心力由 提供.②图乙中,向心力由 提供.③图丙中,向心力由 提供.
知识点二 向心力的大小
答案:换用质量大的沙袋,向心力变大;增大沙袋转动的速度,向心力变大;增加绳的长度,向心力变大.
1.如图所示,在绳子的一端拴一个小沙袋,另一端握在手中.将手举过头顶,使沙袋在水平面内做圆周运动.此时,沙袋所受的向心力近似等于绳对沙袋的拉力.换用质量大的沙袋,向心力如何变化?增大沙袋转动的速度,向心力如何变化?增加绳的长度,向心力如何变化?
2.实验探究向心力大小的表达式,所使用的实验方法是 .3.向心力的表达式: 或者 .
知识点三 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点
1.做变速圆周运动的物体所受合力一般不指向 .2.根据合力F产生的效果,可以把F分解为跟圆 的分力Ft和指向 的分力Fn,如图所示.
3.一般的曲线运动.(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是 也不是 的曲线运动.(2)处理方法:可以把曲线分割成许多很短的小段,质点在每一小段的运动都可以看作 的一部分.
1.向心力的方向时刻指向圆心,方向不断变化.( )2.物体由于做匀速圆周运动而产生了一个向心力.( )3.做匀速圆周运动的向心力是恒力.( )4.向心力既可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向.( )5.做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力.( )6.物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大.( )
如图所示,用一根细绳,一端系一小球,另一端固定在一枚图钉上.将图钉钉在光滑水平桌面上.
2.细绳伸直后(设绳保持伸直状态),小球做什么运动?小球受到哪些力的作用?
答案:细绳伸直后,小球做匀速圆周运动.小球受到三个力的作用,重力、支持力和绳子对小球的拉力.
1.用手指沿小球与图钉连线的垂直方向轻轻推小球,在绳子伸直前,小球做什么运动?为什么?
答案:绳子伸直前,由于小球只在竖直方向上受重力和支持力的作用,二力平衡,小球做匀速直线运动.
3.小球做匀速圆周运动时,向心力的来源是什么?向心力的作用效果是什么?向心力是物体真实受到的某个力吗?
答案:小球做匀速圆周运动时,绳子对小球的拉力或者说重力、支持力和绳子对小球的拉力的合力提供向心力.向心力的作用效果是只改变速度方向而不改变速度大小.向心力是指向圆心方向上的合力,并不是物体真实受到的某个力.
1.向心力的作用效果:改变线速度的方向.由于向心力始终指向圆心,其方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变速度的大小.2.向心力的方向:无论是否为匀速圆周运动,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.3.向心力是按力的作用效果命名的,充当向心力的力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力,可以是某一个单独的力,也可以是几个力的合力,还可以是物体受到的合力在沿半径指向圆心方向上的分量.
【典例1】把一个小球放在光滑的半球形容器中,使小球沿容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动,如图所示.关于小球的受力情况,下列说法正确的是( )
A.小球受重力、向心力B.小球受到的合力为0C.小球受重力、容器壁的支持力D.小球受重力、容器壁的支持力和向心力
解析:小球沿光滑的半球形容器壁在某一水平面内做匀速圆周运动时,小球受重力、支持力,合力指向运动轨迹的圆心,提供向心力.故选项C正确.
【变式】关于做匀速圆周运动物体的向心力,下列说法正确的是( )A.向心力是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的B.向心力与速度方向不一定始终垂直C.向心力只能改变线速度的方向D.向心力只改变线速度的大小
解析:向心力是根据力的作用效果命名的,故选项A错误;由于向心力指向圆心,与线速度方向始终垂直,所以它的效果只是改变线速度方向,不会改变线速度大小,故选项B、D错误,选项C正确.
下图为向心力演示器的示意图,当匀速转动手柄1时,变速塔轮2和3就随之匀速转动,放在长槽4和短槽5中的小球A和B就随之做匀速圆周运动.使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供.球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间等分标记,可以粗略计算出两球所受向心力的比值.
1.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使它们的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球转动的角速度之比分别为1∶1、1∶2和1∶3,分别读出两球所受的向心力大小之比,将结果填入表1.
表1:m1=m2,r1=r2
根据表中数据,你能得出什么结论?
答案:在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度的二次方成正比.
2.把两个质量相同的小球放在长槽和短槽上,使半径之比为2∶1;调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,分别读出两球所受的向心力大小之比,然后使半径之比为3∶1、4∶1重复实验,将结果填入表2.
答案:在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成正比.
表2:m1=m2,ω1=ω2
3.分别将质量之比为1∶1、1∶2、1∶3的不同小球放在长槽和短槽上,使两球的转动半径相同,调整塔轮上的皮带,使两个小球的角速度相同,分别读出两球所受的向心力大小之比,将结果填入表3.
答案:在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比.
表3:r1=r2,ω1=ω2
1.实验注意事项.(1)实验前应将横臂紧固,螺钉旋紧,以防球和其他部件飞出造成事故.(2)实验时,不宜使标尺露出的格数太多,以免球沿槽外移引起过大的误差.(3)摇动手柄时,应力求加速缓慢速度均匀.(4)皮带要拉紧.
【典例2】如图所示的装置是用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的.两个变速塔轮通过皮带连接,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对钢球的压力提供钢球所需的向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺.根据标尺上的红白相间的等分标记,可以粗略计算出两个钢球所受向心力的比值.
(1)在研究向心力的大小Fn与质量m的关系时,要保持 相同. A.ω和r B.ω和m C.m和r D.m和Fn(2)如果两个钢球的质量和半径相等,则是在研究向心力的大小Fn与 的关系. A.质量m B.半径r C.角速度ω
解析:在研究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,需先控制某个量不变,研究另外两个物理量的关系,该方法为控制变量法.(1)根据控制变量法的要求可知,在研究向心力的大小Fn与质量m的关系时,要保持角速度与半径相同.(2)两球的质量相同,转动的半径相等,可知研究的是向心力的大小与角速度的关系.
答案:(1)A (2)C
【变式】如图所示,图甲为用向心力演示器验证向心力公式的实验示意图,图乙为其俯视图.图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定,且a、b轮半径相同.a、b两轮在皮带的带动下匀速转动.
(1)两槽转动的角速度ωA (选填“>”“=”或“<”)ωB. (2)现有两质量相同的钢球,①球放在A槽的边缘,②球放在B槽的边缘,它们到各自转轴的距离之比为2∶1,则钢球①、②的线速度之比为 ,受到的向心力之比为 .
答案: (1)= (2)2∶1 2∶1
解析: (1)因两轮为皮带传动,边缘处线速度相等,且两轮半径相同,故转动的角速度相同,而两槽的角速度与两轮角速度相等,则两槽转动的角速度相等,即ωA=ωB.(2)钢球①、②的角速度相同,半径之比为2∶1,根据v=ωr可知,线速度之比为2∶1;根据Fn=mω2r可知,受到的向心力之比为2∶1.
探究三 匀速圆周运动的分析思路
如图甲所示,圆盘上的物体A随圆盘一起匀速转动;如图乙所示,在光滑漏斗内壁上,物体B做匀速圆周运动.
1.物体A、B所需要的向心力分别由什么力提供?
答案:物体A做匀速圆周运动所需的向心力由静摩擦力提供.物体B做匀速圆周运动所需的向心力由重力和支持力的合力提供,或者说由支持力在水平方向上的分力提供.
2.要使图甲中物体A随圆盘一起匀速转动,对圆盘转动的角速度是否有要求?
1.分析思路:凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力.物体所受力的合力充当向心力,这是处理该类问题的理论基础.
2.匀速圆周运动的解题步骤.
【典例3】几位同学用如图所示的装置粗略验证向心力的表达式.他们用细线吊着一小铁球,使小铁球在水平面内做匀速圆周运动.他们用仪器测出下列物理量:小铁球质量m、悬点O到球心距离l、细线与竖直方向的夹角α.已知重力加速度为g,求:(1)小铁球做匀速圆周运动时向心力的大小;(2)小铁球做匀速圆周运动时的角速度大小;(3)小铁球做匀速圆周运动时的线速度大小.
【典例4】(2022·广东东莞)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.当圆筒的转速减小以后,物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动,则下列说法正确的是 ( )
A.物体所受弹力增大,摩擦力增大B.物体所受弹力不变,摩擦力减小C.物体所受弹力减小,摩擦力不变D.物体所受弹力增大,摩擦力不变
解析:设物体所受弹力为FN,圆筒半径为r,转速为n,根据牛顿第二定律得,FN=mr(2πn)2,转速减小,则物体所受的弹力减小,在竖直方向上,有Ff=mg,可知摩擦力不变,选项C正确.
探究四 变速圆周运动和一般曲线运动
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏,如图所示.
1.小朋友从秋千的一侧荡到另一侧,小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动?为什么?
答案:小朋友做的是变速圆周运动,因为当秋千向下荡时,小朋友的速度越来越大,在最低处速度最大;当秋千向上荡时,小朋友的速度越来越小,在最高处速度为0.
1.变速圆周运动的受力特点.(1)变速圆周运动中合力并不指向圆心,合力F产生两个作用效果,即：
2.一般曲线运动的处理方法.一般曲线运动,可以把曲线分割成许多极短的小段,每一小段的运动都可看作圆周运动的一部分.圆弧弯曲程度不同,表明它们具有不同的半径.这样,在分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法进行处理.
1.下列关于向心力的说法,正确的是( )A.物体由于做圆周运动产生了一个向心力B.做匀速圆周运动的物体,其向心力是由其他性质力提供的C.做匀速圆周运动的物体,其向心力不变D.线速度决定向心力的大小
2如图所示,小球在一细绳的牵引下,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.只受重力和支持力的作用B.只受重力和向心力的作用C.只受重力、支持力和拉力的作用D.只受重力、支持力、拉力和向心力的作用
4.下页图所示为向心力演示器示意图.匀速转动手柄1,可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动.皮带分别套在塔轮2和3上的不同圆盘上,可使两个槽内小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动,小球做圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供,球对挡板的反作用力,通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降,从而露出标尺8.根据标尺8上露出的红白相间的等分标记,可以粗略计算出两个球所受向心力的大小之比.现分别将小球放在两边的槽内,为探究小球受到的向心力大小与角速度的关系,下列做法正确的是( )
A.在小球运动半径相等的情况下,用质量相同的钢球做实验B.在小球运动半径相等的情况下,用质量不同的钢球做实验C.在小球运动半径不等的情况下,用质量不同的钢球做实验D.在小球运动半径不等的情况下,用质量相同的钢球做实验
5.质量为1.5 kg的物体做匀速圆周运动,5 s内沿半径为10 m的圆周运动了100 m,求:(1)物体线速度的大小;(2)物体所受向心力大小.
答案:(1)20 m/s (2)60 N
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