高中物理2-5-7向心力

1、 第七节： 向心力vTrrrvan 2222422nnvFmammrr实验实验用圆锥摆粗略验证向心力的表达式用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1.实验原理实验原理F F合合=mgtan=mgtanrOGFF合F Fn n=m=m2 2r r问题讨论问题讨论 1、如何测量如何测量tan?2、如何测量、如何测量？ 3、如何测量半径？、如何测量半径？2.测量问题测量问题小球质量小球质量匀速圆周运动周期匀速圆周运动周期悬挂点到圆心竖直高度悬挂点到圆心竖直高度 天平天平秒表秒表刻度尺刻度尺匀速圆周运动半径匀速圆周运动半径刻度尺刻度尺问题讨论问题讨论 1 1、本实验是否一定要测量、本实验是否一定要测量 小球小

2、球质量与圆周半径？质量与圆周半径？ 2 2、如何测出悬点与球心的竖直高、如何测出悬点与球心的竖直高度？度？3.实验过程实验过程 分组讨论分组讨论 简要叙述本实验的步简要叙述本实验的步骤骤实验实验用圆锥摆粗略验证向心力的表达式用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 图图1细线下面悬挂一个钢球，细线上端细线下面悬挂一个钢球，细线上端固定在铁架台上。将画着几个同心圆固定在铁架台上。将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上，使钢球静止的白纸置于水平桌面上，使钢球静止时正好位于圆心。用手带动钢球，设时正好位于圆心。用手带动钢球，设法使它沿纸上的某个圆周运动（如图法使它沿纸上的某个圆周运动（如图1），随即手与钢球分离

3、。），随即手与钢球分离。2.在图在图1中测出钢球中测出钢球(以球心为准以球心为准)到悬点的到悬点的竖直高度竖直高度h， 从图从图2钢球受力情况可知，合力钢球受力情况可知，合力 F=mgtan=mgr/h；图图2 1.用秒表或手表记录钢球运动用秒表或手表记录钢球运动n圈的时间圈的时间t，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的半径的半径r，则线速度，则线速度 v=2nr/t 可求。可求。用天平测出钢球质量用天平测出钢球质量m，则向心力，则向心力 F=mv2/r；3比较上述向心力比较上述向心力F和合力和合力F，得出实验结论。，得出实验结论。 验证方法：验证方法：

4、图图1 想一想：研究多个变量之间的关系应用什想一想：研究多个变量之间的关系应用什么方法？么方法？ 做一做：完成课本做一做：完成课本P-22页小实验。页小实验。 实验体会实验体会-做一做做一做 感受向心力感受向心力F与与m、r、 的关系的关系O OO OF F向向= F= F合合= F= FG GF Ff fF FN NOORmmOrmgNF合合mgNF合合F合合mg tan竖直方向竖直方向:N cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r竖直方向：竖直方向：N cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin 沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球做变速圆周运

5、动的物体所受的力做变速圆周运动的物体所受的力( (链球运动链球运动) )FOFOFnFt at改变速度的大小改变速度的大小改变速度的方向改变速度的方向FnFt ana起着改变速起着改变速度大小、方度大小、方向的作用向的作用r r1 1r r2 2rmrvmFF22w合向合合向向FF 向向合合n nB B2 2、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中 正确的是（正确的是（ ）A.在线速度一定情况下，线越长越易断在线速度一定情况下，线越长越易断B.在线速度一定情况下，线越短越易断在线速度一定情况下，线越短越易断C.在角速度一定情况下，线越长越易断在角速度一定情况下，线越长越易断D.在角速度一定情况下，线越短越易断在角速度一定情况下，线越短越易断BC2.质量为质量为m的球用长为的球用长为L的细绳悬于天花板的的细绳悬于天花板的O点，点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成成角，则以下正确的是角，则以下正确的是A.摆球受重力、拉力和向心力的作用摆球受重力、拉力和向心力的作用B.摆球只受重力、拉力的作用摆球只受重