高中物理必修2-5-6向心力

1、 第六节： 向心力vTrrrvan 22224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 小球质量与小球质量与圆周半径？

2、圆周半径？ 2 2、如何测出悬点与球心的竖直高度？、如何测出悬点与球心的竖直高度？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。），随即手与钢球分离。

3、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： 图图1 实验体会实验体会

4、-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

5、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 n【例题例题1】如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A.小物体A受重力、支持力和指向圆心的摩擦力B.小物体A受重力、支持力、向心力和摩擦力C.向心力是小物体受到的重力、支持力、摩擦力三者的合力D.向心力恰等于小物体A受到的静摩擦力ACD【变式训练变式训练1】1.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上有一物体随圆筒一起转动而未滑动。若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（ ）A物体所受弹力增大，摩擦力也增大B物体所

6、受弹力增大，摩擦力减小C物体所受弹力减小，摩擦力减小D物体所受弹力增大，摩擦力不变D2.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R。当圆台旋转时，则（ ）A若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大B若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小C当圆台转速增大时，B比A先滑动D圆台转速增大时，C比B先滑动ABD【例题例题2】如图539所示有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内，已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为，半球形碗的半径为R，求小球作圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力。OORsintan