人教版高中物理必修二7-向心力
《向心力》教案高中物理必修二2021
《向心力》教案高中物理必修二2021中学阶段形成物理概念，一是在大量的物理现象的基础上归纳、总结出来的;其次是在已有的概念、规律的基础上通过演绎出来的。
下面是小偏整理的《向心力》教案高中物理必修二2021，感谢您的每一次阅读。
《向心力》教案高中物理必修二2021教学目标1、知识与技能(1)理解向心力的概念及其表达式的确切含义;(2)知道向心力大小与哪些因素有关，并能用来进行计算;(3)知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力和向心加速度。
2、过程与方法(1)通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义。
(2)进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点。
3、情感、态度与价值观(1)在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力。
(2)感受成功的快乐，体会实验的意义，激发学习物理的兴趣。
教学重难点教学重点：体会牛顿第二定律在向心力上的应用;明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
教学难点：圆锥摆实验及有关物理量的测量;如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。
教学工具多媒体、板书教学过程一、新课导入我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征.观察图中的几幅图片，并根据图做水流星实验，让学生自己体验实验中力的变化，考虑一下为什么做圆周运动的物体没有沿着直线飞出去而是沿着一个圆周运动.前三幅图可以看出物体之所以没有沿直线飞出去是因为有绳子在拉着物体，而第四幅图是太阳系各个行星绕太阳做圆周运动是由于太阳和行星之间有引力作用，是太阳和行星之间的引力使各个行星绕太阳在做圆周运动.如果没有绳的拉力和太阳与行星之间的引力，那么这些物体就不可能做圆周运动，也就是说做匀速圆周运动的物体都会受到一个力，这个力拉着物体使物体沿着圆形轨道在运动，我们把这个力叫做向心力.二、向心力1.基本知识(1)定义做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向圆心的合力，这个合力叫做向心力.(2)公式：(3)方向向心力的方向始终指向圆心，由于方向时刻改变，所以向心力是变力.(4)效果力向心力是根据力的效果来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力.2.思考判断(1)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是恒力.(×)(2)向心力和重力、弹力一样，是性质力.(×)(3)向心力可以由重力或弹力等来充当，是效果力.(√)3.探究交流如图所示，细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球，使它在某个水平面内做圆周运动，组成一个圆锥摆.试分析其向心力来源.【提示】钢球在水平面内做圆周运动，其受力如图所示，重力mg 和拉力FT的合力提供向心力，Fn=mgtanθ三、变速圆周运动和一般曲线运动1.基本知识(1)变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方面的效果：①合外力F跟圆周相切的分力Ft，此分力产生切向加速度at，描述速度大小变化的快慢.②合外力F指向圆心的分力Fn，此分力产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的方向.(2)一般曲线运动的处理方法一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作一小段圆弧.圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径.这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理.2.思考判断(1)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力.(√)(2)圆周运动中，合外力等于向心力.(×)(3)向心力产生向心加速度.(√)3.探究交流如图所示，荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡时，(1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动?(2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗?【提示】(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动.(2)由于秋千做变速圆周运动，合力既有指向圆心的分力，又有沿切向的分力，所以合力不指向悬挂点.四、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1.实验与探究：请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：(1)实验器材有哪些?(2)简述实验原理，怎样达到验证的目的?(3)实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动，测量哪些物理量，记录哪些数据?(4)实验过程中产生误差的原因主要有哪些?2.认真阅读教材，思考问题，找学生代表发言，听取学生的见解，点评、总结。
2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》
教学设计：2024秋季人教版高中物理必修第二册第六章圆周运动《向心力》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解向心力的概念，掌握向心力是物体做圆周运动时所受合力的表现，明确向心力不是物体受到的某种新力，而是按效果命名的力。
2.科学思维：通过实例分析，学会运用牛顿第二定律分析圆周运动中向心力的来源，培养逻辑推理和问题解决能力。
3.科学探究：通过实验或模拟实验，观察不同条件下物体做圆周运动时的现象，探究向心力大小与哪些因素有关，提升科学探究能力。
4.科学态度与责任：认识圆周运动在日常生活和科学技术中的应用，如汽车转弯、天体运动等，激发探索自然规律的兴趣，培养用物理知识解决实际问题的意识。
教学重点•向心力的概念及其来源。
•理解和应用向心力公式F=mrv2=mrω2。
教学难点•理解向心力是效果力，不是物体实际受到的力。
•灵活运用向心力公式分析解决实际问题。
教学资源•多媒体课件（包含圆周运动视频、动画演示）。
•实验器材（如向心力演示器、小球、细绳、滑轮等）。
•教材、教辅资料及网络教学资源。
教学方法•讲授法结合演示法：通过教师讲解和实验演示，直观展示圆周运动及向心力的概念。
•探究学习法：引导学生设计实验，探究向心力大小与哪些因素有关。
•讨论交流法：组织学生分组讨论，分享对向心力理解的心得，促进思维碰撞。
教学过程导入新课•情境导入：播放一段汽车高速转弯时轮胎与地面摩擦产生响声的视频，提问学生：“为什么汽车能顺利转弯而不冲出路面？是什么力在起作用？”引发学生思考，引出圆周运动及向心力的概念。
新课教学1.概念建立：•讲解圆周运动的基本特点，强调物体做圆周运动时方向时刻改变，需要有力来改变其运动状态。
•引入向心力概念，解释向心力是使物体产生向心加速度、维持圆周运动所需的合力，不是物体实际受到的力，而是按效果命名的。
2.公式推导：•利用牛顿第二定律，从速度变化的角度推导向心力公式F=mrv2，解释公式中各物理量的含义。
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F1=
4m 2n2r t2
，钢球所受合力的表达式F2=
mg r h
。下面是一次实验得到的数据，代入上式
计算结果F1= 0.101N，F2= 0.098 N，图中细线与竖直方向的夹角θ 比较小，可认为tan
θ=sin θ。（g取9.80 m/s2，π2≈9.86，计算结果保留三位小数）
m/kg
r/m
n/转
Fn=mvr 2 Fn=m ω2r Fn =m4Tπ22r
4、变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
当堂检测
1.如图所示是游乐园转盘游戏，游客坐在匀速转动的水平转盘上，与转盘相对静止，关于他 们的受力情况和运动趋势，下列说法中正确的是（ C ） A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态 B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心 D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反
3.［多选］如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有
两个小球A和B紧贴内壁，且A球的质量为B球的2倍，分别在如图所示的水平面内做匀速
圆周运动，则（ AB ）
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度小于B球的角速度
C.A球运动周期小于B球运动周期
D.A球对筒壁的压力小于B球对筒壁的压力
，由于mA=2mB，则知FA=2FB，根据牛顿第三定律得，小球对
筒壁的压力F′A=2F′B。
4.［多选］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。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ BC ）
A.物体所受弹力增大，摩擦力增大 B.物体所受弹力增大，摩擦力不变 C.物体所受弹力和加速度都增大 D.物体所受弹力增大，摩擦力减小
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2.向心力的特点 （1）向心力方向时刻发生变化（始终指向圆心且与
v
速度方向垂直）。
F OF
F v
（2）向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速
度大小。 （3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以
v
向心力是变力。
一、向心力 2.向心力的特点
那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗？
rO ω
（4）向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。 （5）向心力是根据力的作用效果来命名的，它可以是某一个力，或者是几个力 的合力来提供。
2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，
物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力
来提供( B )
A.重力
B.弹力
C.静摩擦力
D.滑动摩擦力
3.如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它 与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1.变速圆周运动的受力特点
F Fn
同时具有向心加速度和切向加速度的 圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速 圆周运动切向加速度为零。
当物体做圆周运动的线速度逐渐减小 时，物体所受合力的方向与速度方向 的夹角是大于 90°还是小于 90°呢？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 2.一般曲线运动的受力特点
向心力
学习目标
1．知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源 。 2．通过实验，理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向 心力公式进行计算。 3．知道向心加速度及其公式，能用牛顿第二定律分析匀速圆 周运动的向心力和向心加速度。
新课导入
高中物理【实验：探究向心力大小的表达式】优秀课件
人教物理必修第二册
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[创新归纳] 本题的创新点体现在实验目的创新，由探究向心力大小与半径、角速 度、质量的关系的实验，迁移为测周期和重力加速度的实验。
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1．向心力演示器如图所示。现将小球A和B分别放在两边的槽内，小 球A和B的质量分别为mA和mB，做圆周运动的半径分别为rA和rB。皮带 套在两塔轮半径相同的两个轮子上，实验现象显示标尺8上左边露出的 等分格子多于右边。下列说法正确的是( )
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研究向心力与半径之间的关系
序号 1 2 3 4 5 6 Fn r
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3.保持ω和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力Fn与质量m之间的关 系(如图所示)，记录实验数据。
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研究向心力与质量之间的关系
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解析：根据题意，皮带套在两塔轮半径相同的两个轮子上，因而 ωA＝ωB， 标尺 8 上左边露出的等分格子多于右边，因而 FA＞FB，根据向心力公式 F ＝mω2r 知选项 A 正确，D 错误；根据向心力公式 F＝mvr2知选项 B、C 错 误。
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④如果Mg＝___m__4_πt_22N__2(_L_－__h_)________近似成立，则可以认为本实验粗
略验证了向心力公式。
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解析：(1)②用秒表测出小球 A 转过 N 圈所用的时间 t，则小球 A 转动的周
期 T＝Nt 。 ④小球 A 在水平面内做匀速圆周运动的向心力 F＝m4Tπ22(L－h)＝m4Ntπ22(L －h)＝m4πt22N2(L－h)，细绳对小球 A 的拉力提供小球 A 做匀速圆周运动的 向心力，细绳对小球 A 的拉力等于物块 B 的重力 Mg，则 Mg＝m4πt22N2(L
向心力【新版】人教版(2019)高中物理必修第二册上课课件
（ 教 学 提 纲 ）第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 （201 9）高中 物理必 修第二 册获奖 课件（ 免费下 载）
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『判一判』
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力。 ( )
×
(2)匀速圆周运动的合力就等于向心力。 ( )
√
(3)所有圆周运动的合力都等于向心力。 ( )
如图所示，细线拴住小球在竖直面内做匀 速圆周运动，当小球经过最低点时， 向心力由细线的拉力和重力的合力提供。
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向心力来源
实例分析
如图所示，小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运
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向心力来源
实例分析
摩擦力提供 向心力
如图所示，物体随转盘做匀速圆周运动，且 物体相对于转盘静止，向心力由转盘对物体 的静摩擦力提供
合力提供 向心力
5．向向心力心来力源来源的实例分析
实例分析
如图所示，用细绳拴住小球在竖直平面内转动，
重力提供
当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则
向心力
此时向心力由重力提供
弹力提供 向心力
如图所示，用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆 周运动，向心力由绳子的拉力提供
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6.2向心力PPT人教版(教材)高中物理必修第二册
它是由某个力或几个力的合力产生的。根据效果命名。
5.向心力是效果力
实例
向心力
用细线拴住的小球在 竖直面内转动至最高 点时
绳子的拉力和重力的合力提 供向心力，F向＝F＋G
用细线拴住小球在光 滑水平面内做匀速圆 周运动
线的拉力提供向心力，F向 ＝FT
CD 如图所示，对小球进行受力分析，它受重力和绳的拉 力，向心力由指向圆心O方向的合外力提供，因此，它可 以是小球所受合力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方 向分力的合力，故选C、D
总结： （1）作好受力分析，明确哪些力提供向心力，找准物体做圆 周运动的径迹及位置是解题的关键 （2）求出合力的表达式，根据向心力公式列方程求解 （3）物体做非匀速圆周运动时，在任何位置均是沿半径指向 圆心的合力提供向心力；物体做一般曲线运动时，在每段小圆 弧处仍可按圆周运动规律进行处理
11.这一段写荆轲入秦以后，为完成刺秦王之大事而采取的有效办法：首先“厚遗秦王宠臣中庶子蒙嘉”以打通关节。
教师阐述：这样一个才华长久没显出来的人，当国家有难的时候他还是出来解国家之围了。
9.写女子为人妇后早晚辛苦劳动的句子是：三岁为妇，靡室劳矣；夙兴夜寐，靡有朝矣
经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和 忳郁邑余侘傺兮，吾独穷困乎此时也。
3 B 当车子和人在垂直的筒壁上做匀速圆周运动时，在竖直方向上，摩擦力等于重力，
课前预习： 这两个力是平衡力；在水平方向上，车子和人转动的向心力由筒壁对车的弹力来提供，B 正确 可以想象：烛之武向多少人探问过天下的分分合合，路人、行商、政客（其中可能就有佚之狐）；可以想象出多少个日夜他翻看竹简的手势与眼神；想象出多少次他侧耳细听能从
人教版高中物理必修二第五章第六节《向心力》课件(共70张PPT)
速转动时，下列说法正确的是 (
)
A．两小球速率必相等 B．两小球角速度必相等 C．两小球加速度必相等 D．两小球到转轴距离与其质量成反比
练 习
在光滑的横杆上穿着两质量不同的两 个小球，小球用细线连接起来，当转台匀
速转动时，下列说法正确的是 ( BD )
A．两小球速率必相等
B．两小球角速度必相等
C．两小球加速度必相等
(C)
A. 1∶4 C. 4∶9
B. 2∶3 D. 9∶16
小 结 1、向心力的方向：指向圆心
2、向心力的作用效果：改变速度的方向 3、向心力的大小
4、向心力的来源
小 结 1、向心力的方向：指向圆心
2、向心力的作用效果：改变速度的方向
3、向心力的大小
Fn=m
v2 r
Fn=m rω2
4、向心力的来源
几
种
常
见 的
r
O
圆
ω
周
运
动
几
种
常
见 的
m
r
O
圆
θω
周
运
动
几
种
常
见 的
m
r
O
圆 周
mgθ ω
运
动
几
种
常
FN
见
的
m
r
O
圆 周
mgθ ω
运
动
几
种
常
FN
见
的
m
r F合O
圆 周
mgθ ω
运
动
几
种
常
FN
见
θ
的
m
r F合O
圆 周
mgθ ω
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7．向心力
一、单项选择题。
1．物体做圆周运动时，关于向心力的说法中欠准确的是： ( C )
①向心力是产生向心加速度的力 ②向心力是物体受到的合外力
③向心力的作用是改变物体速度的方向
④物体做匀速圆周运动时，受到的向心力是恒力
A.① B ．①③ C ．②④ D. ③
2．长度为R 的细绳系一质量为M 的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，若细绳能承受的最大拉力为T ，则保证细绳不断，小球运动的最大速率是（ D ）
A M TR 4
B M TR 2
C M TR 2
D M TR
3．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k 倍，在水平冰面上沿半径为R 的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度为 [ B ]
4．长度为L ＝0.50 m 的轻质细杆OA ，A 端有一质量为m ＝3.0 k g 的小球，如图5-19所示，小球以O 点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时，小球的速率是v ＝2.0 m/s ，
g 取10 m/s 2，则细杆此时受到：( A )
A ．6.0 N 压力
B ． 6.0 N 压力
C ．24 N 拉力
D ．24 N 拉力
二、双项选择题。
5． 如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O 点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a 、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是： [ AB ] A.a 处为拉力，b 处为拉力
B.a 处为拉力，b 处为推力
C.a 处为推力，b 处为拉力
D.a 处为推力，b 处为推力
6．下列关于向心力的说法正确的是（ BC ）
A 物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B 向心力不改变圆周运动物体速度的大小
C 做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D 做匀速圆周运动的物体其向心力不变 7．关于曲线运动和圆周运动，以下说法正确的是（ AD ）
A 做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零
B 做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
C 做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心
D 做匀速圆周运动物体的加速度方向一定指向圆心
8．如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A 的受力情况，下列说法中正确的是： BD
A ．摆球A 受重力、拉力和向心力的作用
B ．摆球A 受拉力和重力的作用力的作用
C ．摆球A 受合力方向指向悬挂点
D ．摆球A 受合力方向指向圆心
9．如下图所示，在半径等于R 的半圆形碗内有一个小物体由A 点匀速滑下，下列说法中正确的是（ BC ）
A 物体在下滑过程中，所受合力为零
B 物体滑到底端时，对碗底的压力大于物体的重力
C 物体下滑过程中，所受合力不为零
D 物体滑到底端时，对碗底的压力等于物体的重力
三。
非选择题。
10．吊车以4m 长的钢绳挂着质量为200kg 的重物，吊车水平移动的速度是5m/s ，在吊车紧急刹车的瞬间，钢绳对重物的拉力为___________________N （g=10m/s 2）
11．在一次抗洪救灾工作中，一架直升机A 用长H ＝50 m 的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m ＝50 kg 的被困人员B ，直升机A 和被困人员B 以v 0＝10
o
b a
m/s的速度一起沿水平方向匀速运动，如图甲所示．某时刻开始收悬索将人吊起，在5 s时间内，A、B之间的竖直距离以
l＝50－t2(单位：m)的规律变化，取g＝10 m/s2.
(1)求这段时间内悬索对被困人员B的拉力大小．
(2)求在5 s末被困人员B的速度大小及位移
大小．
(3)直升机在t＝5 s时停止收悬索，但发现仍
然未脱离洪水围困区，为将被困人员B尽快运
送到安全处，飞机在空中旋转后静止在空中寻
找最近的安全目标，致使被困人员B在空中做
圆周运动，如图乙所示．此时悬索与竖直方向
成37°角，不计空气阻力，求被困人员B做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B的拉力．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
12．A、B两球质量分别为m1与m2，用一劲度系数为K的弹簧相连，一长为l1的细线与m1相连，置于水平光滑桌面上，细线的另一端拴在竖直轴OO`上，如图所示，当m1与m2均以角速度w绕OO`做匀速圆周运动时，弹簧长度为l2。
求：（1）此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？
（2）将线突然烧断瞬间两球加速度各多大？。