人教版 (2019)必修 第二册2 向心力精练

这是一份人教版 (2019)必修 第二册2 向心力精练，文件包含人教版高中物理必修二同步精讲精练62向心力原卷版docx、人教版高中物理必修二同步精讲精练62向心力解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共23页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-1" \h \u \l "_Tc20395" 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】 PAGEREF _Tc20395 \h 1
\l "_Tc609" 二、 【向心力定义和来源知识点梳理】 PAGEREF _Tc609 \h 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
(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=mv2r。
将v=ωr、ω=2πT代入Fn=mω2r，可得向心力的不同表达式：Fn=m2πT2r=mωv。
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）处理实验数据时，在误差允许的范围内，小钢球经过光电门时所需向心力和所受合力的关系为 （填“相等”或“不相等”），则能验证向心力与线速度大小的关系。
（5）本实验误差的主要来源 （选填“摆长测量”或“空气阻力”）
5．某同学利用如图所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力F的大小与小球质量m、转速n和运动半径r之间的关系”。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。实验过程如下：
（1）把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半径相同，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与 的关系，将实验数据记录在表格中；
（2）保持两个小球质量不变，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连的左、右两轮半径r左 r右（选填“>”“=”或“V0 离心的趋势，挤压外轨
VV0 离心的趋势，侧翻
水平转台(光滑)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(FN＝mg,F拉＝mBg＝mω2r))
若粗糙：有临界值