第2节 科学探究：向心力
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核心素养
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物理观念
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学科探究
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科学思维
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1.知道什么是向心力和向心加速度。
2.理解向心力的效果、来源，并会分析向心力。
3.掌握向心力、向心加速度的公式并会相关的计算。
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影响向心力大小的因素。
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不同情况下向心力的来源。
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知识点一 向心力
[观图助学]
物体不受外力或者所受合外力是零时，物体将处于静止状态或者匀速直线运动状态，那么是什么力使汽车运动方向发生了改变，又是什么力让“水流星”做圆周运动呢？这些力有什么特点？
1.定义
做圆周运动的物体一定受到指向圆心的力的作用，这个力称为向心力。
2.方向
始终指向圆心，总是与运动方向垂直。
3.作用效果
向心力只改变速度方向，不改变速度大小。
4.来源
向心力可能是弹力、重力、摩擦力也可能是某几个力的合力或某一个力的分力。
[思考判断]
(1)向心力是根据作用效果命名的。(√)
(2)向心力既可以改变速度的方向，又可以改变速度的大小。(×)
(3)向心力可以是物体受到的某一个力，也可以是物体受到的合力。(√)
物体做圆周运动时，需要有指向圆心的力用于改变物体的运动方向。
向心力始终指向圆心，所以向心力不可能是恒力。
向心力始终与速度垂直，向心力不做功。
小球做圆周运动的向心力可以说是重力与弹力的合力，也可以说是弹力沿半径方向的分力。
知识点二 探究影响向心力大小的因素
1.实验目的
探究影响向心力大小的因素。
2.实验方法
控制变量法。
3.探究过程
(1)m、r相同，改变角速度ω，则ω越大，向心力F就越大。
(2)m、ω相同，改变半径r，则r越大，向心力F就越大。
(3)ω、r相同，改变质量m，则m越大，向心力F就越大。
4.结论
物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。
