人教版高一物理必修二向心力
向心力 课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
么实际作用、解决什么问题；其次再
B．A的角速度一定写比课B题的的理角论速和度学术大价值。
C．A的向心力一定比B的向心力小
D．A所受细线的拉力一定比B所受细线的拉力小
7．如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动（若忽略摩擦），对这时球的 受力情况正确的是（ BC ）
（1）F与m的关系 （2）F与r的关系 （3）F与ω的关系
保持r、ω一定
F m
保持ω 、m一定 F r
保持m、 r一定
F 2
实验结论: 物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成
正比，与角速度的二次方成正比。
公式： Fn＝mω2r
v 根据
推导向心力的另一表达式：
r
Fn
m
v2 r
又因为
B．因为速率不变，么所实以际作木用块、加解决速什度么问为题零；其次再 写课题的理论和学术价值。
C．木块下滑的过程中所受的合力越来越大
D．木块下滑过程中加速度大小不变，方向时刻指向球心
6．如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一块橡
皮，橡皮块随圆盘一起转动（俯视为逆时针）。某段时间内圆盘转速不断增大，但
从加速度的角度看
仅有向心加速度的圆周运动是匀速圆周运动 同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动
课堂小结
05
典例
2．关于物体的运动和力的关系，下列说法正确的是（ B ）
A．做匀速直线运动的物体，所受合力可能不为零
首先要突出说明的是选题的现实价值，
B．做匀加速直线运动的物体，所受合力一定不每变一个研究的目的都是为了指导现实
新教材2023年高中物理 第6章第2课时 实验：探究向心力大小的表达式课件 新人教版必修第二册
思考辨析
1．在实验中，有哪些方法可以判定两个物理量是否成正比？ 提示：(1)图像法：观察两个物理量在坐标系中是否成一条过原点的 倾斜的直线。 (2)比值法：两个量的比值是否一定。 2．实验中判断两个物理量的正比关系时，是否需要测出各个物理 量的具体数值？ 提示：不需要，只需得到对应量的比值。
四、数据收集与分析 1．列Fn、r数据收集表： 把小球在不同半径时测出的向心力填在表中：
实验序号 r Fn
12345
2．列Fn、m数据收集表： 把使用不同质量的小球测出的向心力填在表中：
实验序号 m Fn
12345
3．列Fn、ω数据收集表： 把小球在不同角速度时测出的向心力填在表中：
实验序号 ω ω2 Fn
12345
4．Fn为纵坐标，r、m和ω2为横坐标，根据数据作出图像，用曲线 拟合测量点，找出规律。
B．将两小球分别放在挡板A与
挡板C进行操作
C．将两小球分别放在挡板B与
挡板C进行操作
D．调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
解析：实验目的是“探究向心力与角速度之间的关系”，用控制变 量法进行探究，在保证小球质量、圆周半径一定(相同)的前提下，探究 小球向心力大小与小球角速度大小之间的关系，题中已经选用的两个小 球质量相同，则再需保证圆周半径相等，就可以开始实验了，故两小球 应分别放在挡板A与挡板C进行操作(半径相等)，而两个变速塔轮角速度 相同，只是让皮带连接的两个转盘边缘点的线速度相等，不是这个实验 需要保证的条件，故A、C、D错误，B正确。
探究 二 典题剖析
创新型实验
典题 2 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：
6.2向心力精品PPT高一下学期物理人教版必修第二册2
2、当m、ω相同时，半径比为2:1，向心力的 比值也为2:1，因此F与半径R成正比。
3、当m、R相同时，角速度比值为2:1，向心力的比值 为4:1，因此F与角速度的平方成正比。
精确的实验表明，向心力的大小可以表示为
Fn
m
v2 r
Fn m 2r
Fn
F 向心力大小 4 2
m T r 2
n P A R T O N E
第六章 圆周运 动
§6.2 向心力
教学目标
1 2 3 4
教学重、难点
PART ONE
温故而知新
问题来了
游乐场里有各种有趣的游戏 项目。空中飞椅因其刺激性而 深受很多年轻人的喜爱。飞椅 与人一起做匀速圆周运动的过 程中，受到了哪些力？所受合 力的方向有什么特点？
脑洞大开
一个小球在细线的牵引 下，绕光滑桌面上的图钉 做匀速圆周运动（图 6.21）。用剪刀将细线剪断， 观察小球的运动。你认为 使小球做圆周运动的力指 向何方？
速圆周运动 （1）1 m/s （2）0.
（2）保持绳的长度和沙袋的质量不变，改变沙袋转动的速度，感受向心力的变化。 讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向心力的来源? D．向心加速度的大小相等 2、向心力的作用效果： Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向. 即圆盘对木块的静摩擦力f 那么迫使物体做圆周运动的力的方向有何特点呢？
F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； ⑵ 怎么分析研究一般的曲线运动？
5 m，离水平地面的高度H＝0. 感受影响向心力大小的因素，通过实验探究它们之间的关系
B、向心力不改变速度的大小； 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。
2022年人教版高中物理必修二第六章圆周运动第2节向心力第1课时 向心力
第六章 圆周运动2．向心力 第1课时 向心力【课标定向】1．通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1．理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2．通过比较，知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3．利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n ＝m v 2r＝m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动合力的作用效果： 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果：(1)跟圆周相切的分力F t ：与物体运动的方向平行，改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n ：与物体运动的方向垂直，改变线速度的方向。
2．一般曲线运动：(1)曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，如图所示。
(2)处理方法：将曲线分割成为许多很短的小段，这样，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体，则运动员转弯时所需向心力的来源如何？所受的合力方向及作用效果是什么？提示：运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心，充当向心力，改变速度的方向。
如图，一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题：1．汽车受到的合力为零。
( ×)2．汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3．汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小，也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示，飞机在空中水平面内做匀速圆周运动；滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
高一物理必修二第五章第七节向心力(插入动画、视频)课件
2
辆保持在弯曲轨道上，实现有效转弯。
极坐标系中，物体的运动可以通过向心 力和角速度来描述，更加直观和简洁。
总结和展望
通过本课件的学习，希望大家能够了解向心力的概念、作用和计算方法，并能够在实验和应用中灵活运用。
Байду номын сангаас
向心力与离心力的关系
1
两者的定义和区别
向心力是使物体保持在曲线轨道上的力，而离心力是使物体远离轨道中心的力。
2
作用方向和效果的对比
向心力指向轨道中心，使物体保持轨道运动；离心力指向轨道外侧，使物体离开 轨道。
向心力的计算
1 给定条件下的计算方法
可以使用F = mv²/r公式来计算向心力的大小，其中m为物体质量、v为速度、r为半径。
2 实际案例分析
通过解析具体的实际案例，来演示如何使用向心力公式进行计算。
向心力的实验验证
实验设计
设计一个能够验证向心力的实验，并记录实验过程 和结果。
实验结果及结论
通过实验验证，结果表明物体在圆周运动中确实存 在向心力。
向心力的应用
1
转弯车辆的原理
转弯时，车辆受到向心力的作用，使车
极坐标系中的运动描述
公式解析和推导
向心力的大小可以用公式F = mv²/r来表示，其中F为向心力，m为物体质量，v为速度，r为 半径。
向心力的作用
1 物体运动的特点
当物体受到向心力作用时，它将保持在一个弯曲的轨道上，形成圆周运动。
2 向心力的应用举例
向心力的应用广泛，如行星围绕太阳的运动、人造卫星的轨道、摩托车在转弯时受到的 力。
高一物理必修二第五章第 七节向心力(插入动画、 视频)课件
向心力是指物体在圆周运动中受到的中心指向的力，它的大小与物体的质量 和速度有关。本课件将介绍向心力的概念、作用、计算方法，以及其在实验 和应用中的重要性。
向心力课件-高一物理人教版(2019)必修第二册
A. 3 mg
B.4
3 3
mgC．3mg
D.2 mg
3
A
B
解析: 小球在运动过程中，A、B两点与小球所在位
置构成等边三角形，由此可知，小球圆周运动的半径
R＝L·sin 60°＝ 3 L，两绳与小球运动半径方向间
2
的夹角为30°，由题意，小球在最高点的速率为v时，
mg＝
m
v
2
，当小球在最高点的速率为2v时，应有：F＋
sinθ
R FN θ O
m mg
F合O' ω
归纳：圆周运动中对向心力进行分析，往往是解题的关 键，向心力的来源及作用可归纳如下：①向心力可能是 物体受到的某一个力或某几个力的合力，也可能是某一 个力的分力．②物体做匀速圆周运动时，合外力一定是 向心力，方向指向圆心，只改变速度的方向．③物体做 变速圆周运动时，合外力沿半径方向的分力充当向心力， 改变速度的方向；合外力沿轨道切线方向的分力改变速 度的大小．
R
mg＝m (2Rv)2，可解得：F＝3mg.由2FTcos 30°＝F，可
得两绳的拉力大小均为FT＝ 3 mg，A项正确．[答案]
A
讨论交流
300
10.如图，一光滑圆锥体固定在水平面上，OB┴AB， ∠AOC=300，一条不计质量、长为L的绳(L<OA)一端固定 在顶点O，另一端拴一质量为m的质点，质点以速度v绕 圆锥体的轴线OB在水平面内作匀速圆周运动。
解析：两球均贴着筒的内壁在水平面内做
匀速圆周运动，它们均受到重力和筒壁对
它们的弹力作用，这两个力的合力提供向
心力，如右图所示，可知筒壁对小球的弹
力FN＝
mg
s in
，而重力和弹力的合力为F合＝
6.2.向心力-教学设计-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册
《向心力》教学设计1.教学内容分析根据物理课程标准要求：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
“向心力”是圆周运动中很重要的一个概念，是学习《生活中圆周运动》、《万有引力》、《带电粒子在匀强磁场的运动》的基础，其重要性不言而喻。
本节课是在上一节内容“向心加速度”的基础上展开的，符合认知规律，主要解决向心力的来源、向心力的大小、向心力的方向，向心力的应用这几个问题。
教材先让学生获得向心力的感性认识，从而给出向心力的定义，再由向心加速度表达式和牛顿第二定律得出向心力的表达式；接着利用圆锥摆粗略验证向心力表达式；最后分析变速圆周运动和一般曲线运动中的向心力，并探究分析过程中使用的方法。
2.学习者分析学生已经学习了匀速圆周运动，对匀速圆周运动有了一定的理解。
知道描述匀速圆周运动快慢的物理量，并理解线速度、角速度、周期、半径之间的关系。
知道在转动装置中，共轴的轮子上各点的角速度相等，凡和皮带接触的点，线速度的大小相等。
学会了处理曲线运动的重要方法——运动的合成和分解。
而且已经掌握应用运动的合成与分解知识研究了平抛运动。
学生知道匀速圆周运动是一种变速运动，因为它的线速度方向时刻在变。
需要进行更深一步的分析为什么线速度的方向时刻在变，是什么力在改变物体的这种运动状态，这个力有何特点。
由于向心力是一种学生感到陌生的力，而高一学生的抽象思维能力和逻辑推理还不是很强，所以需要在教学中通过实例、实验，使学生对向心力的认识从感性认识升华到理性认识。
3.学习目标确定物理观念：理解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的；体验向心力的存在，会分析向心力的来源；掌握向心力的表达式，计算简单情景中的向心力。
科学思维：用变速圆周运动的方法研究一般的曲线运动，渗透物理学中“微元”的思想。
科学探究：通过对实验的观察、思考和探究，理解向心力；通过同学间的讨论与交流，培养学生合作学习与相互交流的能力。
科学态度与责任：通过实验体验向心力的存在，激发学习兴趣，增强求知的欲望；培养学生仔细观察、认真思考、积极参与、实事求是的科学态度。
6.2向心力-高一物理课件(人教2019必修第二册)
(3)小球运动的角速度 ω＝vr＝
gLtan αsin Lsin α
α＝
g Lcos α
小球运动的周期 T＝2ωπ＝2π
Lcos g
α。
三、匀速圆周运动的分析
例2 甲、乙两名溜冰运动员，m甲＝80 kg，m乙＝40 kg，面对面拉着弹簧测
三、匀速圆周运动的分析
例1、长为L的细线，拴一质量为m的小球(小球可视为质点)，一端固定于 O点，让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如 图所示。当摆线与竖直方向的夹角是α时，求(重力加速度为g)：
(1)细线的拉力的大小； (2)小球运动的线速度的大小； (3)小球运动的角速度及周期。
C.当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为a D.当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b
课堂练习
1、如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细 绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一
起转动，则( C )
A.绳的张力可能为零 B.桶对物块的弹力不可能为零 C.随着转动的角速度增大，绳的张力保持不变 D.随着转动的角速度增大，绳的张力一定增大 解析 当物块随圆桶做圆周运动时，绳的拉力的竖直分力与物块的重力保持 平衡，因此绳的张力为一定值，且不可能为零，故A、D错误，C正确；当绳 的水平分力提供向心力的时候，桶对物块的弹力恰好为零，故B错误。
FN Ff
G
一、向心力
1、向心力的作用效果 改变线速度的方向。由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始
终垂直，故向心力不改变线速度的大小。 2、向心力的特点
(1)方向时刻在变化，总是与线速度的方向垂直。 (2)在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向心力是变力，所以匀速圆周 运动是匀速率圆周运动。 3、向心力的理解 (1)向心力是根据力的作用效果命名的，它可以由重力、弹力、摩擦力等 各种性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。 (2)当物体做匀速圆周运动时，合外力提供向心力。 (3)当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力提供向心力。
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Fn
ma n
m v2 r
m 2r
m
4
T
2r
2
m4 2rf
2
m4 2rn 2
三、向心力的作用：改变速度的方向，产生向心加速 度。
注意：向心力是根据力的作用效果来命名的一种力， 通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个 力的合力所提供。不是额外还受到一个向心力。
解：
2
1
A B
TA
2
TB
TB nB
TA
1
nA
nA nB
2 5
FA向
mA
rA
2
A
3 25 2 2
3
FB向
mB
rB
2
B
116 5 5
4
〖讨论与交流〗
T
如图，取一条细绳，一端
系一个小球，另一端用手 mg
挥动细绳，使小球做匀速圆周运动，小球受几个
力的作用？可以说小球受到重力、绳的拉力和向
心力三个力的作用吗？为什么？
实验：完成课本实验 实验方法：控制变量法
r、ω不变，m越大，F越__大__ m、ω不变，r越大，F越_大___ m、r不变，ω越大，F越_大___
〖结论〗 向心力的大小F与物体质量m、圆周 半径r和角速度ω都有关系：
公式： F＝m rω2
可推出：Fn
ma n
m v2 r
m 2r
m
4 2r
T2
m4
2rf
第五章 曲线运动
第6节 向心力
【复习】
◆ 什么是匀速圆周运动？ 匀速圆周运动是
◆ “匀速”的含义是什么？变_加Байду номын сангаас_速曲线运动
运动状态改变
所受合外力_一__定__不_等__于__零 一定具有_加_速__度__。 加速度的大小方向如何？ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？
一、感受向心力 阅读课本P17《思考与讨论》： ◆ 牵绳的手有什么感觉？ ◆如果松手，将会发生什么现象？
物体受到一个拉力的作用，且力的方向不__断__变化
小球受力分析：
V
N
F
OO F
OO F
F
GV
V
N与G相平衡，所 以合力为F
结论：物体做匀速圆
周运动，合外力指向圆
心，且与_速__度__V_垂直
1、向心力定义： 做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆
心的合外力。
2、特点：
①方向时刻发生变化（始终指向圆心且与速度方
不可以说小球受到重力、绳的拉力和向心力三个力 的作用。
因为向心力是根据力的作用效果来命名的一种力， 通常由重力、弹力、摩擦力中的某一个力，或几个 力的合力所提供。不是额外还受到一个向心力。
所以小球只受两个力，重力和绳的拉力
向心力
一、向心力的方向：沿着半径指向圆心。向心力的方 向时刻在变。
二、向心力的大小：
2
m4 2rn2
例1：一个做匀速圆周运动的物体，如果保 持半径不变，使每秒转速增加到原来的2倍 所需向心力就比原来大3N，则物体原来的向 心力为多大？
由Fn m4 2rn2
1N
Fn1 : Fn2 1: 4 又Fn2 Fn1 3N 联立求解得: Fn1 1N; Fn2 4N
例2：A、B两球都做匀速圆周运动，A球质 量为B球的3倍，A球在半径25cm的圆周上 运动，B球在半径16cm的圆周上运动，A球 转速为30r/min，B球转速为75r/min，求A 球所受向心力与B球所受向心力之比。
③小球在水平面内运动；(如图2) 小球重力和绳拉力的合力
图1
图2
例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分 别由什么力提供？
④玻璃球沿碗(透明)的内壁在水平面内运动；(如图 3)(不计摩擦) 小球重力和内壁支持力的合力
⑤使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速 圆周运动，转台与物体间没有相对滑动。(如图4)
向垂直）
②向心力的作用：只改变线速度的方向（或产生
向心加速度）
③向心力是根据力的作用效果来命名的，它不是具
有确定性质的某种力。
④向心力通常由重力、弹力、摩擦
力中的某一个力，或几个力的合力
所提供。
例：下列物体做匀速圆周运动时，向心力分 别由什么力提供？ ①人造地球卫星绕地球运动时； 万有引力
②小球在光滑的水平桌面上运动；(如图1) 细绳的拉力
台面的静摩擦力
图3
图4
总结 向心力
一、向心力的方向：沿着半径指向圆心。 向心力的方向时刻在变。
二、向心力的大小： 由牛二定律可得：
Fn
man
m v2 r
m 2r
m
4 2r
T2
m4
2rf
2
m4
2 rn 2
〖实验与探究〗
猜想：由F＝m rω2 向心力大小可能与
_质__量__、_半_径__、_角__速__度__等__________有关