2向心力[学习目标]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.2.会分析向心力的来源,掌握向心力的表达式,并能用来进行计算.3.体验向心力的存在,会设计相关实验,探究向心力与物体的质量、速度和轨道半径的关系,体会控制变量法在研究多个物理量关系中的应用.4.知道变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点.一、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.方向:始终沿着半径指向圆心.3.作用:只改变速度的方向,不改变速度的大小.4.向心力是根据力的作用效果命名的,它由某个力或者几个力的合力提供.5.表达式:(1)Fn=m(2)Fn=mω2r.二、变速圆周运动和一般的曲线运动1.变速圆周运动的合力:变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,如图1所示.图1(1)跟圆周相切的分力Ft:改变线速度的大小.(2)指向圆心的分力Fn:改变线速度的方向.2.一般的曲线运动的处理方法(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动.(2)处理方法:可以把曲线分割为许多很短的小段,每一小段可以看作圆周运动的一部分,分析质点经过曲线上某位置的运动时,可以采用圆周运动的分析方法来处理.1.判断下列说法的正误.(1)做匀速圆周运动的物体的向心力是恒力.(×)(2)向心力和重力、弹力一样,都是根据性质命名的.(×)(3)向心力可以是物体受到的某一个力,也可以是物体受到的合力.(√)(4)变速圆周运动的向心力并不指向圆心.(×)(5)做变速圆周运动的物体所受合力的大小和方向都改变.(√)2.如图2所示,圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动,小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落.则下列说法正确的是()图2A.小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用B.小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C.筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大D.筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大答案D解析小物体随转筒一起做圆周运动,受重力、弹力和静摩擦力共3个力的作用,故选项A错误.水平方向上,弹力指向圆心,提供向心力,据牛顿第二定律有:FN=mω2r,又ω=2πn,可知转速越大,角速度越大,小物体所受的弹力就越大;在竖直方向上,小物体所受的重力和静摩擦力平衡,静摩擦力大小不变,故选项B、C错误,D正确.第1课时实验:探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系探究方案一用绳和沙袋定性研究1.实验原理如图3(a)所示,绳子的一端拴一个小沙袋(或其他小物体),将手举过头顶,使沙...