人教版高中物理必修二 同步精讲精练6.2向心力（原卷版）.docx

6.2向心力原卷版

目录

TOC\o1-1\h\u一、【探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系知识点梳理】 1

二、【向心力定义和来源知识点梳理】 6

【探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系知识点梳理】

1.向心力演示器

2.探究方法

控制变量

探究内容

ω、r相同，改变m

探究向心力Fn与质量m的关系

m、r相同，改变ω

探究向心力Fn与角速度ω的关系

m、ω相同，改变r

探究向心力Fn与半径r的关系

(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.向心力表达式

精确的实验表明，向心力的大小可以表示为：Fn=mω2r或Fn=mv2

将v=ωr、ω=2πT代入Fn=mω2r，可得向心力的不同表达式：Fn=m2πT

向心力表达式是从匀速圆周运动得出的，但也适用于一般的圆周运动，只是在运用公式求解一般的圆周运动中某点的向心力时，必须用该点对应的瞬时速度和半径。

【探究向心力的大小与半径、角速度、质量的关系举一反三练习】

1．用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。

(1)在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是______。

A．微元法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想化模型法

(2)在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。匀速转动手柄，观察左右露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为

2．为“探究向心力大小与角速度的关系”，某实验小组通过如图甲所示的装置进行实验。滑块套在水平杆上，可随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片通过的时间，测出滑块中心到竖直杆的距离为l。实验过程中细绳始终被拉直。

（1）滑块随杆转动做匀速圆周运动时，每经过光电门一次。力传感器和光电门就同时获得一组拉力F和遮光时间t，则滑块的角速度（用t、l、d表示）。

（2）为探究向心力大小与角速度的关系，得到多组实验数据后，应作出F与（填“”、“”、“”或“”）的关系图像。若作出图像是一条过原点的倾斜直线，表明此实验过程中向心力与成正比（选填“角速度”、“角速度平方”或“角速度二次方根”）。

（3）若作出图像如图乙所示，图线不过坐标原点的原因是。

3．用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。

（1）在这个实验中，利用了来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。

A．理想实验法????B．等效替代法????C．控制变量法

（2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板（选填“A”或“B”）和挡板C处。

（3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比，B点与C点的向心加速度大小之比。

4．如图所示，某物理兴趣小组验证“向心力与线速度大小关系”的实验装置

实验步骤如下：

①按照图示安装仪器，轻质细线上端固定在力的传感器上，下端悬挂一小钢球。小钢球静止时刚好位于光电门中央；

②将小钢球悬挂静止不动，此时力的传感器示数为F1，用米尺量出细线长L；

③将小钢球拉到适当高度处且细线拉直，静止释放小钢球，光电计时器记录小钢球遮光时间t，力的传感器示数最大值为F；

④改变小钢球的释放位置，重复上述过程：

已知小钢球的直径是d，当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示；

（1）小钢球经过光电门时瞬时速度表达式为。

A．????????B．????????C．????????D．

（2）小钢球经过光电门时所受合力的表达式为。

A．F－F1????????B．F＋F1????????C．F1????????D．F

（3）小钢球经过光电门时所需向心力的表达式为。

A．????????B．????????C．????????D．

（4）处