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新教材2020鲁科版物理必修第二册教师用书:第3章 第2节 科学探究:向心力.pdf

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第2节科学探究:向心力

【学习素养·明目标】物理观念:1.知道向心力概念,会分析向心力的来

源.2.知道向心加速度的内涵,能分析匀速圆周运动的向心力.

科学思维:1.能采用控制变量的方法设计相关的探究方案,解决问题.2.能分

析归纳向心力演示仪器材获取的证据,形成相关结论.

一、向心力

1.定义

做圆周运动的物体,受到的始终指向圆心的等效力.

2.方向

始终指向圆心,总是与运动方向垂直.

3.作用效果

向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此向心力不做功.

4.来源

可能是弹力、重力、摩擦力或是它们的合力.做匀速圆周运动的物体,向

心力就是物体受到的合外力;做非匀速圆周运动的物体,向心力不是物体所受

到的合外力.

5.实验与探究

探究做圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转运半

实验目的

径r和转动角速度ω之间的关系

实验方法控制变量法

m、ω不变改变半径r,则r越大,向心力F就越大

探究过程m、r不变改变角速度ω,则ω越大,向心力F就越大

ω、r不变改变质量m,则m越大,向心力F就越大

结论物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量、半径、角速度都

1

有关

6.大小

v

2

做匀速圆周运动的物体,所受向心力的大小为F=mωr,而ω=,则F=

r

v2

m.

r

二、向心加速度

1.定义

做圆周运动的物体受到向心力的作用,存在一个由向心力产生的加速度,

这个加速度称为向心加速度.

2.大小

v2

2

a=ωr=.

r

3.方向

向心加速度的方向时刻与向心力的方向一致,且始终指向圆心.

1.思考判断(正确的打“√”,错误的打“×”)

(1)做匀速圆周运动的物体所受到的向心力是恒力.(×)

(2)向心力和重力、弹力、摩擦力一样,是性质力.(×)

(3)向心力是效果力,匀速圆周运动的向心力是合力,非匀速圆周运动的向

心力是合力沿半径方向的分力.(√)

(4)向心加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小.(√)

(5)由于匀速圆周运动的速度大小不变,故向心加速度不变.(×)

2

(6)由于a=ωr,则向心加速度与半径成正比.(×)

2.下列关于做匀速圆周运动的物体所受向心力的说法中,正确的是()

A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作用

B.物体所受的合力提供向心力

C.向心力是一个恒力

D.向心力的大小一直在变

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