(山东专用)2021高考物理一轮复习实验6探究影响向心力大小的因素课件

1、曲线运动万有引力与航天第 四 章实验6探究影响向心力大小的因素01主干回顾强化根基注意事项1定性感知实验中，轻小物体受到的重力与拉力相比可忽略2使用向心力演示仪时应注意：(1)将横臂紧固螺钉旋紧，以防小球和其他部件飞出而造成事故(2)摇动手柄时应力求缓慢加速，注意观察其中一个测力计的格数达到预定格数时，即保持转速均匀恒定3小球释放(1)小球每次必须从斜槽上同一位置由静止滚下(2)小球开始滚下的位置高度要适中，以使小球平拋运动的轨迹由坐标纸的左上角一直到达右下角为宜4坐标原点：坐标原点不是槽口的端点，应是小球出槽口时球心在木板上的投影点5初速度的计算：在轨迹上选取离坐标原点O较远的一些点来计算初

2、速度02核心考点探究突破考点一教材原型实验题型1影响向心力大小的因素的定性分析例1如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素同学们用细绳系一纸杯(杯中有30 mL的水)在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动，来感受向心力(1)则下列说法中正确的是_.A保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变B保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大C保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大(2)如图甲，绳离杯心40 cm处打一结点A,80 cm处打一结点B，学习小组中一位同学手表记时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：操作一：

3、手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小操作四：手握绳结A，再向杯中添加30 mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小则：操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：_相同，向心力大小与_有关；物理学中此种实验方法叫_法小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心

4、力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”你认为该同学的说法是否正确，为什么？_.解析(1)由题意，根据向心力公式，F向m2r，由牛顿第二定律，则有T拉m2r；保持质量、绳长不变，增大转速，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，据公式可知，绳对手的拉力将变大，故C错误，D正确(2)根据向心力公式F向m2r，由牛顿第二定律，则有T拉m2r；操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：角速度、半径相同，向心力大小与质量有关；物理学中此种实验方法叫

5、控制变量法该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是水杯，细线的拉力提供水杯做圆周运动的向心力指向圆心细线对手的拉力与“向心力”大小相等，方向相反，背离圆心答案(1)B、D(2)线速度(角速度)、半径质量控制变量说法不对，该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是水杯，细线的拉力提供水杯做圆周运动的向心力指向圆心细线对手的拉力与向心力大小相等，方向相反，背离圆心题型2影响向心力大小因素的定量分析例2如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘

6、上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度做匀速圆周运动小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值那么：(1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是_.A在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做实验B在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验C在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验D在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验(2)在该实验中应用了_(选填

7、“理想实验法”“控制变量法”或“等效替代法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系(3)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为_.解析(1)根据Fmr2，知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，所以A选项是正确的，B、C、D错误(2)由前面分析可以知道该实验采用的是控制变量法(3)线速度相等，则角速度与半径成反比，故可以知道左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为12.答案(1)A(2)控制变量法(3)12考点二实验拓展

8、与创新例3如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上，力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：(1)该同学采用的实验方法为_.A等效替代法B控制变量法C理想化模型法 D比值法 (2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如表所示：v/(ms1)1.01.52.02.53.0F/N0.882.003.505.507.90该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点作出F v2图线；若圆柱体运动半径r0.2 m，由作出的F v2图线可得圆柱体的质量m_kg(保留两位有效数字)答案(1)B(2)见解析图0.18例4某兴趣小组用如图甲所示的装置与传感器结合，探究向心力大小的影响因素实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，测量角速度和向心力(1)电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度d、挡光杆通过光电门的时间t、挡光杆做圆周运动的半径r，自动计算出砝码做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为_.(2)图乙中取两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线对应的砝码质量_(选填“大于”或“小于”)曲线对应