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1、6.2向心力【学习目标】1理解向心力的概念。2知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。3能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。【学习重点】1理解向心力的概念。2理解牛顿第二定律在圆周运动上的应用，会确定轨道平面、圆心及向心力。【学习难点】向心力的确定和运用向心力的知识解释有关现象。【新知探究】一、向心力及其大小1向心力：做 运动的物体，会受到指向 的合力，这个合力叫做向心力。（1）向心力总是指向圆心，始终与 垂直，只改变速度的 而不改变速度的 。（2）向心力是根据力的 命名，可是各种性质的力，也可以是它们的 ，还可以是某个力的 。（3）如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受
2、到的 ；如果物体做 运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。（4）向心力的大小：由实验验证知，向心力的大小与物体的质量有关，与物体转动的角速度和半径有关。精确的实验证明，做匀速圆周运动的物体所受的向心力与物体质量成正比、与半径成正比、与角速度的平方成正比。向心力公式是：F向=m2r=m。（5）对向心力公式的理解：向心力公式F向=，其意义是：质量为m的物体在半径为r的圆周上以速率v做匀速圆周运动所需要的合外力（向心力）大小是。同样的道理，F向=m2r，其意义是：质量为m的物体在半径为r的圆周上以角速度做匀速圆周运动需要的合外力是m2r。如果物体所受的合力大小不满足或m2r等，方
3、向不总是垂直于线速度的方向，物体就会偏离圆轨道做一般的曲线运动。二、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点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：改变物体速度的大小。（2）指向圆心的分力Fn：改变物体速度的方向。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：可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做一小段圆弧。研究质点在这一小段的运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理。【学习小结】1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，用符号：F向2
4、向心力来源向心力是根据力的作用效果命名的，它不是具有确定性质的某种力，它可以是某一个力或者几个力的合力提供的。3 向心力的大小可以表示为：F向=m2r=m。一、单选题1如图所示，游乐园有一种游戏设施叫做“魔盘”，当“魔盘”转动时，游客随“魔盘”一起做匀速圆周运动。分析游客的受力情况，下列说法正确的是（）A游客受重力、支持力、摩擦力和向心力B游客受到摩擦力方向与运动方向相反C游客受到摩擦力方向与运动方向相同D游客受到摩擦力方向指向圆心2一个物体在光滑水平面上做匀速直线运动，从某一时刻起该物体受到一个始终跟速度方向垂直、大小不变的水平力作用，此后物体的运动（）A速度的大小和方向均变化B加速度的大小
5、和方向均变化C轨迹为抛物线D轨迹为圆3向心力演示器如图所示。把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽内，使它们做圆周运动的半径相同。依次调整塔轮上的皮带的位置，匀速转动手柄，可以探究（）A向心力的大小与质量的关系B向心力的大小与半径的关系C向心力的大小与角速度的关系D角速度与周期的关系4如图所示为探究向心力大小表达式的实验装置图。在探究时主要采用的科学方法是（）A控制变量法B等效替代法C理想实验法D演绎法5关于曲线运动和圆周运动，以下说法中错误的是（）A做曲线运动的物体受到的合力一定不为零B做曲线运动的物体的速度一定是变化的C做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心D做匀速圆周运动的物体的加速
6、度方向一定指向圆心6如图所示，光滑杆偏离竖直方向的夹角为，杆以O为支点绕竖直线旋转，质量为m的小球套在杆上可沿杆滑动。当杆角速度为1时，小球的旋转平面在A处，线速度为v1，球对杆的压力为N1；当杆角速度为2时，小球的旋转平面在B处，线速度为v2，球对杆的压力为N2，则有（）AN1=N2BN1v2D127如图所示，质量相等的两小球A、B用长度相等的两根细线连接着，在光滑的水平面上以相同的角速度绕O点做匀速圆周运动，两细线上的拉力为（）A21B23C53D328如图，置于竖直面内半径为r的光滑金属圆环，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为r的细绳一端系于圆环最高点，另一端系小球，当圆环以角速度
7、（0）绕圆环竖直直径转动时（）A细绳对小球的拉力可能为零B细绳和金属圆环对小球的作用力大小可能相等C金属圆环对小球的作用力不可能为零D当=时，金属圆环对小球的作用力为零二、多选题9下列说法正确的是A做平抛运动的物体，每秒钟速度的改变量一定相等B做圆周运动的物体，所受合外力的方向一定与速度方向垂直C做圆周运动的物体，向心加速度的方向一定与速度方向垂直D做圆周运动的物体，所受的合外力等于圆周运动所需的向心力10如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。已知重力加速度为g，细绳与竖直方向的夹角为。下列说法中
8、正确的是（）A摆球受重力、拉力和向心力的作用B摆球的线速度大小为C摆球的周期为D摆线上的拉力大小为11有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是（）Ah 越高，摩托车对侧壁的压力将越大Bh 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大Ch 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大Dh 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大12如图所示，一个小球可以绕O点在竖直面内做圆周运动。B点是圆周运动的最低点，不可伸长的悬线的长为L。现将球拉至A点，悬线刚好拉直，悬线与竖直方向的夹角=53
9、，给小球一个水平向右的初速度，结果小球刚好平抛到B点，小球的质量为m。重力加速度为g，sin 37=0.6，cos37=0.8，求：（1）小球的初速度大小；（2）小球在B点开始做圆周运动时悬线的张力。13如图所示，水平转盘的中心有一个光滑的竖直小圆孔，质量为m的物体A放在转盘上，A到圆心的距离为r，物体A通过轻绳与物体B相连，B与A质量相同.若物体A与转盘间的动摩擦因数为，则转盘转动的角速度在什么范围内，物体A才能随盘转动而不滑动？14如图所示，两小球P、Q用不可伸长的细线连接，分别穿在水平粗糙细杆和竖直光滑细杆上，球P的质量为m=0.1kg，球Q的质量为M=0.3kg，两球均可视为质点。当整
10、个装置以竖直杆为轴以角速度匀速转动时，两金属球始终与杆在图示位置保持相对静止，已知球P与竖直杆之间距离为L1=0.75m，细线长度为L=1.25m，球P与水平杆之间的动摩擦因数=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求的取值范围。15利用如图所示的方法测定细线的抗拉强度。在长为L的细线下端悬挂一个质量不计的小盒，小盒的左侧开一孔，一个金属小球从斜轨道上释放后，水平进入小盒内，与小盒一起向右摆动。现逐渐增大金属小球在轨道上释放时的高度，直至摆动时细线恰好被拉断，并测得此时金属小球与盒一起做平抛运动的竖直位移h和水平位移x，若小球质量为m，重力加速度为g。试求：(1)金属小球做平抛运动的初速度为多少？(2)该细线的抗拉断张力为多大？试卷第8页，共1页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1D2D3C4A5C6A7B8D9AC10CD11BC12（1）；（2）1.8mg131415(1)；(2)