人教版高中物理必修第二册精品课件 第6章 圆周运动 分层作业9 向心力.ppt

12345678910111211.(2024广东梅州期中)某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合,探究向心力大小的影响因素。实验时用手拨动旋臂使它做圆周运动,力传感器和光电门固定在实验器材上,测量角速度和向心力。1314123456789101112(1)电脑通过光电门测量挡光板通过光电门的时间,并由挡光板的宽度d、挡光杆通过光电门的时间Δt,可得挡光板转动的线速度v=;若挡光板做圆周运动的半径为r,可得砝码做圆周运动的角速度ω=。?(2)图乙中①、②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线,由图可知,曲线①对应的砝码质量(选填“大于”或“小于”)曲线②对应的砝码质量。?1314小于1234567891011121314(2)由牛顿第二定律可得F=ma=mω2r,若保持角速度和转动半径相同,可知质量大的物体需要的向心力大,所以曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量。12345678910111212.(2024贵州遵义期中)如图所示的装置“探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系”。用一根细线系住小钢球,另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上,小钢球静止于A点,将光电门固定在A点的正下方靠近A点处。在小钢球底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条(质量不计,长度很小),小钢球的质量为m,重力加速度为g。将小钢球竖直悬挂,测出悬点到小钢球球心之间的距离,得到小钢球运动的半径为R。1314123456789101112(1)将小钢球拉至某一位置静止释放,读出小钢球经过A点时力传感器的读数F及遮光条的挡光时间为Δt,则小钢球通过A点时的速度大小v=。?(2)从动力学角度小钢球通过A点时的向心力大小为Fn=(用F、m、g表示),将其计算的结果与向心力公式计算的结果进行比较。?(3)改变小钢球释放的位置,重复实验,比较发现Fn总是略小于Fn,分析表明这是系统造成的误差,该系统误差的可能原因是。?A.小钢球的质量偏大 B.小钢球的初速度不为零C.存在空气阻力 D.小钢球速度的测量值偏大1314F-mgD1234567891011121314解析(1)小钢球通过A点时的速度等于遮光条通过光电门的平均速度(2)小钢球通过A点时,绳子拉力与钢球重力的合力充当向心力,Fn=F-mg。12345678910111213.如图所示,一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A端,质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴OO匀速转动,且杆与水平面间的夹角始终保持θ=37°,弹簧始终处于弹性限度内。已知杆处于静止状态时弹簧长度为0.5L,重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(1)求弹簧处于原长时,小球的角速度ω0;13141234567891011121314解析(1)弹簧为原长时,小球只受到重力和杆的支持力,合力提供向心力x,弹簧弹力为FF=kx1234567891011121314对小球受力分析,竖直方向有FNcosθ=mg+Fsinθ水平方向有FNsinθ+Fcosθ=mω2(L+x)cosθ解得x=2L。123456789101112C级核心素养拔高练14.如图所示,质量相等的两个小球分别固定在轻杆的中点及一个端点A、B处,当杆在光滑的水平面上绕另一端点O匀速转动时,求杆的OA段及AB段对球的拉力大小之比。13141234567891011121314解析球所受的重力和水平面的支持力在竖直方向,且是一对平衡力,故球的向心力由杆的OA段和AB段的拉力提供。分别隔离小球对其受力分析,如图所示。A、B处小球固定在同一根轻杆上,所以小球的角速度相同,设角速度为ω,对A处小球由向心力公式可得FOA-FAB=mrω2对B处小球由向心力公式可得FAB=2mrω2又FAB=FAB联立解得FOA∶FAB=3∶2。答案3∶2123456789101112A级必备知识基础练C题组一向心力的来源分析和计算1.(2024吉林通化期末)关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力,下列说法正确的是()A.物体除其他的力外还要受到一个向心力的作