第六章 | 圆周运动 第2节 向心力 核心素养点击 物理观念 (1)知道向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的。 (2)掌握向心力的表达式。 (3)知道匀速圆周运动的向心力特点。 (4)知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点。 科学思维 (1)会分析向心力的来源。 (2)能够计算简单情境中的向心力。 (3)能够处理匀速圆周运动的动力学问题。 科学探究 通过实验探究影响向心力大小的因素之间的关系。 1．填一填 (1)定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的力就叫作向心力。 (2)作用效果：对于做匀速圆周运动的物体，物体的速度大小不发生改变，因此，所受合力只改变速度的方向。 (3)来源：向心力是根据力的作用效果命名的，向心力是由某个力或者几个力的合力提供的。 2．判断 (1)对于做匀速圆周运动的物体，其所受的向心力既可以改变物体速度的大小，也可以改变物体速度的方向。(×) (2)向心力和重力、弹力一样，是性质力。(×) (3)向心力的方向总是指向圆心，是恒力。(×) 1．填一填 (1)感受向心力的大小：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。换不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度，感受向心力的变化。 (2)探究向心力的大小： ①器材：向心力演示器。 ②探究方法：控制变量法。 ③探究目的：探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径的关系。 (3)向心力大小的表达式：Fn＝mω2r或Fn＝m。 2．判断 (1)线速度越大，向心力一定越大。(×) (2)角速度越大，向心力一定越大。(×) (3)半径越大，向心力一定越小。(×) (4)当角速度一定时，半径越大，质量越大，向心力越大。(√) 3．选一选 用如图所示的装置做探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关的实验。本实验采用的科学方法是( ) A．控制变量法 B．累积法 C．微元法 D．放大法 解析：选A 本实验要探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径多个量的关系，故采用控制变量法，故A正确。 三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1．填一填 (1)变速圆周运动的受力特点 做变速圆周运动的物体所受的合力一般不指向圆心，根据合力F产生的效果，可以把合力F分解为两个相互垂直的分力，如图所示： ①跟圆周相切的分力Ft，此分力只改变物体速度的大小； ②指向圆心的分力Fn，此分力提供物体做圆周运动所需的向心力，只改变物体速度的方向。 (2)一般曲线运动的处理方法 把一般曲线分割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作圆周运动的一部分，如图所示。这样，在分析质点经过曲线上某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。 2．判断 (1)做变速圆周运动的物体的向心力不指向圆心。(×) (2)做变速圆周运动的物体的合外力的切线方向的分力只改变速度的大小。(√) (3)做变速圆周运动的物体的合外力指向圆心的分力提供向心力。(√) (4)一般曲线运动不能用圆周运动的分析方法。(×) 【重难释解】 1．向心力的方向 做匀速圆周运动的物体受到的向心力的方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速度的方向垂直。 2．向心力的作用效果 由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直，故向心力不改变物体线速度的大小，只改变物体线速度的方向。 3．向心力的来源 做匀速圆周运动的物体，向心力等于物体所受的合力，常等效为三种情况：合力充当向心力；某一个力充当向心力；某个力的分力充当向心力。 4．向心力的大小 Fn＝m＝mω2r＝mωv。 对于做匀速圆周运动的物体，其所受向心力的大小始终不变，但对于做非匀速圆周运动(如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆周运动)的物体，其所受向心力的大小随速率v的变化而变化，公式表述 ... ...
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