粤教版高中物理必修第二册第二章圆周运动第二节第1课时探究影响向心力大小的因素课件（45页）+学案（有解析）

第二节　向心力与向心加速度 第1课时　探究影响向心力大小的因素 【素养目标】　1.知道向心力的定义及作用，知道它是根据力的作用效果命名的。　2.通过实验体会向心力的存在，会设计相关实验，探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系，体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用。 知识点一　向心力的理解 【情境导入】　如图为花样滑冰双人滑在比赛中的情景。男运动员拉着女运动员的手使其做匀速圆周运动，女运动员所受合力有什么特点？ 提示：女运动员所受合力方向始终指向圆心。 【教材梳理】(阅读教材P32—P33完成下列填空) 1．向心力的定义：物体做匀速圆周运动时受到的方向始终指向轨迹圆心的合外力称为向心力。 2．向心力的特点 (1)方向：始终指向圆心，总是与线速度方向垂直。 (2)作用：只改变物体线速度的方向，不改变线速度的大小。 (3)向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以由某一个力提供，也可以由某一力的分力或某些力的合力提供。 【师生互动】　现在各大游乐场中都有转盘项目，此项目以其自身的刺激性深受大人、小朋友的喜爱，如图所示，游客坐在匀速转动的水平转盘上，与转盘保持相对静止。 任务1.游客受到哪些力的作用？游客做圆周运动的向心力是由什么力提供的？ 任务2.向心力对游客的速度产生了什么样的影响？ 提示：任务1.游客受到重力、支持力和静摩擦力的作用；游客做圆周运动的向心力由静摩擦力提供。 任务2.向心力改变了游客速度的方向，不改变速度的大小。 如图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则关于老鹰受力的说法正确的是(　　) A．老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用 B．老鹰受重力和空气对它的作用力 C．老鹰受重力和向心力的作用 D．老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用 答案：B 解析：老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，受到重力和空气对它的作用力，合力提供向心力，向心力是效果力，不是老鹰另外受到的力，故B正确，A、C、D错误。 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，故向心力不改变线速度的大小。 2．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。 3．向心力的方向指向圆心，与线速度方向垂直，方向时刻在改变，故向心力为变力。　　 针对练．如图所示，一圆盘可绕过圆盘的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘一起做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法中正确的是(　　) A．木块A受重力、支持力和向心力 B．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相反 C．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D．木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动方向相同 答案：C 解析：由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度，所以，它在竖直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动，由于没有发生相对滑动，所以其所需向心力由静摩擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O。C正确。 知识点二　探究影响向心力大小的因素 探究方案一　感受向心力 1．实验原理 如图所示，绳子的一端系一小球，另一端用手固定，让小球在近似光滑的桌面上做匀速圆周运动。此时小球受到的向心力近似等于绳子对手的拉力。 2．实验步骤 (1)在小球的质量和角速度不变的条件下，改变小球做圆周运动的半径进行实验，感受向心力与半径的关系。 (2)在小球的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小球的角速度进行实验，感受向心力与角速度的关系。 (3)在角速度和做圆周运动的半径不变的条件下，换用不同质量的小球，感受向心 ... ...