2022-2023学年高一物理同步讲义（人教 ）6.2向心力（教师版）.pdf

第六章圆周运动

第2课向心力

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课程标准核心素养

1.知道什么是向心力，知道向心力的作用，

知道它是根据力的作用效果命名的.

1、物理观念：知道向心力是效果力。

2.通过实验体会向心力的存在，会设计相关

2、科学思维：控制变量法研究向心力的大小与哪些因

实验，探究向心力大小与半径、角速度、

素有关；掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。

质量的关系，体会控制变量法在研究多个

3、科学探究：探究向心力大小与半径、角速度、质量

物理量关系中的应用．

的关系。

3.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达

4、科学态度与责任：分析向心力的来源，会处理一般

式，并能用来进行计算.

曲线运动。

4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受

力特点．

知识精讲

知识点01向心力

1．定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力．

2．作用：改变速度的方向．

3．方向：始终沿着半径指向圆心．

4．向心力是根据力的作用效果命名的，它是由某个力或者几个力的合力提供的．

【即学即练1】把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速

圆周运动．此时小球所受到的力有()

A．重力、支持力

B．重力、支持力、向心力

C．重力、支持力、沿漏斗壁的下滑力

D．重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力

【答案】A

【解析】小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持

力的合力提供，故A正确，B、C、D错误．

知识点02探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系

探究方案一感受向心力

1．实验原理

如图1所示，在绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体)，另一端握在手中．将手举过头顶，使沙袋在水平

面内做匀速圆周运动，此时沙袋所受的向心力近似等于手通过绳对沙袋的拉力．

图1

2．实验步骤

(1)在小物体的质量和角速度不变的条件下，改变小物体做圆周运动的半径进行实验，比较向心力与半径的

关系．

(2)在小物体的质量和做圆周运动的半径不变的条件下，改变小物体的角速度进行实验，比较向心力与角速

度的关系．

(3)换用不同质量的小物体，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作，比较向心力与质量的关系．

3．实验结论：半径越大，角速度越大，质量越大，向心力越大．

探究方案二用向心力演示器定量探究

1.实验原理

向心力演示器如图2所示，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮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，可使两个槽内的小球分别以几种不同的角速度做匀速圆周运动．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，可以粗略计算出两个

球所受向心力的比值．

图2

2．实验步骤

(1)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动半径和转动角速度相同时，探究向心力与小球质量的关

系．

(2)皮带套在塔轮2、3半径相同的圆盘上，小球转动角速度和质量相同时，探究向心力与转动半径的关系．

(3)皮带套在塔轮2、3半径不同的圆盘上，小球质量和转动半径相同时，探究向心力与角速度的关系．

3．实验结论：在半径和角速度一定的情况下，向心力大小与质量成正比．

在质量和角速度一定的情况下，向心力大小与半径