高中物理 第五章 曲线运动 6 向心力课件 新人教版必修2
向心力(第二课时) 水平面内典型圆周运动模型 人教版高中物理必修二
由 变a形＝2ω：2具r知有ω相A<同ω摆B，高由、a不＝同v摆2/r长知和vA摆>v角B。的圆锥摆，如图所示。
由T＝2π
h g
知摆高h相同，则TA＝TB，ωA＝ωB，
由v＝ωr知vA>vB，由a＝ω2r知aA>aB。
二、水平面内圆周运动模型——圆锥摆
▲典型实例： 圆锥摆 火车转弯 飞机水平转弯
飞车走壁
点评：①临界值是圆周运动中经常考查的一个重点内容，它是物体在做圆周运动 过程中，发生质变的数值或使物体受力情况发生变化的关键数值，今后要注意对 临界值的判断和应用；②当θ很小时，sinθ≈tanθ≈θ。
课后练习：如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，且与圆盘
相对静止，图中c沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是( D )
特别提醒：汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车 受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。
铁路转弯处的圆弧半径是300 m，轨距是1.435 m，规定火车通 过这里的速度是72 km/h，内外轨的高度差应该是多大，才能使铁轨不受 轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度 大于或小于72 km/h，会分别发生什么现象？说明理由。
代入上式得： ＝ ；所以内外轨的高度差为 h＝ ＝
m＝0.195 m。
L rg
rg 300×9.8
讨论：(1)如果车速v＞72 km/h(20 m/s)，F将小于需要的向心力，所差的力仍 需由外轨对轮缘的弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外挤压外轨的现象。 (2)如果车速v＜72 km/h，F将大于需要的向心力。超出的力则由内轨对内侧车 轮缘的压力来平衡，这样就出现了内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。
高中物理第五章曲线运动第6节向心力课堂达标(含解析)新人教版必修2(new)
第五章第六节向心力1．(湖北荆州中学、襄阳五中、黄冈中学等七校2016~2017学年高一下学期联考）关于匀速圆周运动，下列说法正确的是错误!( B ）A．匀速圆周运动的线速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体处于平衡状态B．做匀速圆周运动的物体，速度的方向时刻都在改变，所以必有加速度C．做匀速圆周运动的物体，加速度的大小保持不变，所以是匀变速曲线运动D．做匀速圆周运动的物体,其合外力提供向心力，是恒力作用下的曲线运动解析：匀速圆周运动速度大小不变，方向变化，故速度是变化的，一定是变速运动，一定具有加速度，不是处于平衡状态,故A错误，B正确;匀速圆周运动加速度大小不变，方向始终指向圆心，加速度是变化的,是变加速曲线运动，故C错误；匀速圆周运动的物体，其合外力提供向心力,其大小不变,但方向时刻在变化，不是恒力，故D错误;故选B。
2．（河南师大附中2016～2017学年高一下学期检测)如图所示,物体A、B随水平圆盘绕轴匀速转动,物体B在水平方向所受的作用力有导学号 66904139（ B ）A．圆盘对B及A对B的摩擦力，两力都指向圆心B．圆盘对B的摩擦力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心C．圆盘对B及A对B的摩擦力和向心力D．圆盘对B的摩擦力和向心力解析：A和B一起随圆盘做匀速圆周运动,A做圆周运动的向心力由B对A的静摩擦力提供，所以B对A的摩擦力方向指向圆心，则A对B的摩擦力背离圆心；B做圆周运动的向心力由A对B的摩擦力和圆盘对B的摩擦力提供，B所受的向心力指向圆心，A对B的摩擦力背离圆心,则圆盘对B的摩擦力指向圆心。
故B正确，A、C、D错误.故选B。
3．(青岛市黄岛区一中2016～2017学年高一下学期检测）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。
当球某次运动到最低点时,绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示。
已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为3d/4，重力加速度为g。
高中物理第五章曲线运动第六节向心力课堂探究学案新人教版必修2
第六节向心力课堂探究探究一对向心力的理解问题导引汽车在水平路面上保持速度大小不变，请思考汽车转弯时的向心力由什么力提供的？提示：路面对车的静摩擦力提供向心力。
名师精讲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，是一个按效果命名的力。
3．向心力的大小根据牛顿第二定律F n ＝ma ＝m v 2r ＝mr ω2＝m ωv ＝m 4π2T 2r 。
4．向心力的来源来源例证图例一个力充当向心力绳的一端系一个物体，在光滑平面内绕另一端做匀速圆周运动，向心力由绳的拉力提供。
如图几个力的合力充当向心力用细绳拴着质量为m 的物体，在竖直平面内做圆周运动到最低点时，其向心力由绳的拉力和物体的重力(F ＝T －mg )两个力的合力充当。
如图。
某个力的分力充当向心力在圆锥摆运动中，小球做匀速圆周运动的向心力则是拉力的分力(F ＝mg tan θ，其中θ为摆线与竖直轴的夹角充当)特别提醒(1)向心力是一种效果力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，不是物体受到的一个力，只能由其他力来充当。
分析物体受力时不能说物体受到向心力。
(2)只有匀速圆周运动物体的合外力才指向圆心，其合外力就充当向心力，而非匀速圆周运动的物体的合外力不一定指向圆心。
【例1】如图所示，在一个水平大圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，一个小孩站在距圆心为r处的P点不动，关于小孩的受力，以下说法正确的是( )A．小孩在P点不动，因此不受摩擦力的作用B．小孩随圆盘做匀速圆周运动，其重力和支持力的合力充当向心力C．小孩随圆盘做匀速圆周运动，圆盘对他的摩擦力充当向心力D．若使圆盘以较小的转速转动，小孩在P点受到的摩擦力不变解析：由于小孩随圆盘做匀速圆周运动，一定需要向心力，该力一定指向圆心，而重力和支持力在竖直方向上，它们不能充当向心力，因此小孩会受到静摩擦力的作用，且充当向心力，选项AB错误、C正确；由于小孩随圆盘转动半径不变，当圆盘角速度变小，由F＝mω2r 可知，所需向心力变小，选项D错误。
第六章 2《向心力》课件ppt
6.改变小球的角速度:将质量相同的两小球分别置于长槽和短槽上,确保两
小球半径相同,用皮带连接半径不同的两个塔轮,根据两个塔轮半径关系求
解小球做圆周运动的角速度的关系。
二、数据收集与分析
1.列F、m数据收集表格
把不同质量的小球放在长槽和短槽内,确保小球的轨道半径和角速度相同,
把小球的向心力和质量填在下表中:
要点点拨 转动比较慢时,人随盘一起转动,人与“魔盘”之间的摩擦力提供
向心力。当盘的转速增大时,需要的向心力增大,摩擦力增大。当转速继续
增大,人逐渐向边缘滑去,说明向心力与转速有关,转速越大,所需的向心力
越大;离中心越远的人,滑动趋势越厉害,说明向心力与转动半径有关,半径
越大,需要的向心力越大。
2
运动方向相反
C.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向指向圆心
D.木块A受重力、支持力和静摩擦力,摩擦力的方向与木块运动方向相同
答案 C
解析 由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度,所以,它在竖直方向上
受重力和支持力的作用而平衡。而木块在水平面内做匀速圆周运动,其所
需向心力由静摩擦力提供,且静摩擦力的方向指向圆心O。
(1)若要讨论向心力与质量的关系,应控制半径、角速度不变。
(2)若要讨论向心力与半径的关系,应控制质量、角速度不变。
(3)若要讨论向心力与角速度的关系,应控制质量、半径不变。
【实验器材】 向心力演示器、天平、质量不等的若干小球等。
【实验过程】
一、实验步骤
1.测量质量:分别用天平测量各小球的质量,并做标记。
种力,受力分析时不能分析,B错误;摩擦力Ff充当向心力,向心力指向圆心,
故静摩擦力方向沿半径方向指向圆心,C正确;游客相对于转盘的运动趋势
【高中物理】向心力 向心加速度 课件 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力 的变化。
猜想：向心力大小可能与小球质量、转动速度、转动半径有关。
探究向心力大小的表达式
1、体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _物__体__质__量__、_轨__道__半__径__、__运__动__快__慢_____ 有关 2、演示实验：用向心力演示器演示
【例1】 关于向心力的说法正确的是( B )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力 B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
【训练1】 如图所示，一圆盘可绕过圆盘中心O且垂直于 盘面的竖直轴转动，在圆盘上放一小木块A，它随圆盘 一起做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法
【训练1】 (多选)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴 在绕中心轴OO′匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒
一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是( BC)
A.运动周期TA>TB B.筒壁对物体的弹力FNA>FNB C.线速度vA>vB D.物体受到的摩擦力FfA>FfB
03
变速圆周运动
当沿圆周运动的物体所受的合力指向圆心时，物体做匀速圆周运动。
ω
Ff FN
G
F合＝FN = Fn
3.圆锥摆做匀速圆周运动
θ
F
小球绕中心做匀速圆周运动
G=mg
F合O r
小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力
F合＝mgtanθ = Fn
4.小球在圆锥筒中做匀速圆周运动
高一物理人教版必修2课件：5.6 向心力 2
3、效果：只改变速度方向，不改变速度大小。
注意：
1、向心力是根据效果命名的力，并不是一种 新的性质的力。
2、向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质的力，也可以是几个力的合力， 还可以是某个力的分力。
Ff FN
G
θ
T
F
G
总结
分析向心力来源的思路
（图片来自网络）
费曼学习法--实操步骤
1 获取并理解
2 根据参考复述
费
3 仅靠大脑复述
曼
4 循环强化
学
5 反思总结
习
6 实践检验
法
费曼学习法--
实操
第一步 获取并理解你要学习的内容
（一） 理 解 并 获 取
1.知识获取并非多多益善，少而精效果反而可能更好，建议入门时选择一个概念或 知识点尝试就好，熟练使用后，再逐渐增加，但也不建议一次性数量过多（根据自 己实际情况，参考学霸的建议进行筛选）； 2.注意用心体会“理解”的含义。很多同学由于学习内容多，时间紧迫，所以更 加急于求成，匆匆扫一眼书本，就以为理解了，结果一合上书就什么都不记得了。 想要理解，建议至少把书翻三遍。
ω－rad/s T－s
Fn－N
r－m v－m/s
匀速圆周运动的受力特点：
方向始终指向圆心，不断改变 大小保持不变
三、变速圆周运动和一般曲线运动
1、变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？ 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
2、怎么分析研究一般的曲线运动？
1、做变速圆周运动的物体所受的力
Ft
F Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
第五章 6.向心力
图 5－6－6
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解：(1)在圆上最高点时小球受重力和细线的拉力，如图2
所示，并由这两个力的合力提供小球做匀速圆周运动的向心力．
v2 v2 1 由向心力公式 F＝m r 有 F1＋mg＝m r
2 v2 4 1 则 F1＝m r －mg＝0.5×0.4 N－0.5×10 N＝15 N
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2．关于向心力，以下说法中正确的是( C ) A．是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力
B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力
C．向心力是线速度变化的原因
D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动
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代入数据得 ω＝0.7 rad/s.
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图5－6－4
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3．两个质量分别是 m1 和 m2 的光滑小球套在光滑水平杆上， 用长为 L 的细线连接，水平杆随框架以角速度ω做匀速转动， 两球在杆上相对静止，如图 5－6－5 所示．求两球离转动中心 的距离 R1 和 R2 及细线的拉力．
甲
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图 5－6－3
乙
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解：(1)对球受力分析如图 5－6－4 所示，则 mg F 拉＝cos 37° 代入数据得 F 拉＝490 N (2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和 重力的合力提供 FG＝mgtan 37° ＝mω2(Lsin 37° ＋L′) ω＝ gtan 37° Lsin 37° ＋L′
解析：向心力是按力的作用效果命名的，并不是具有特定
新人教版高一物理必修二课件%3A5.7生活中的圆周运动
2、条件：0 ≤F合＜mω2r
四、离心运动
3、离心运动的应用
离
离
心
心
甩
抛
干
掷
离
离
心
心
脱
分
水
离
四、离心运动
用离心机把 体温计的水 银柱甩回玻 璃泡内
制作棉花糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白 砂糖，加热使糖熔化成糖汁.内筒高速旋转， 黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小 孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外 筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像 一团团棉花.
m
v2 R
a FN
FN
mg
m
v2 R
m g
由牛顿第三定律得，汽车通过桥的最高点时对桥的压力比汽车重力
二、拱形桥
用模拟实验验证分析
注意观察指针的偏转大小
二、拱形桥
小结：
最高点
汽车对桥面的压力
超重失重状态
最低点
课堂小结
两类圆周运动问题分 析
水平面内的圆周运 动
竖直面内的圆周运动
受力情况
FN Ff
mg
l
Rg
h
一、铁路的弯道
车轮的构 造
火车车轮有突出的轮 缘
一、铁路的弯道
铁路的弯 ——内外轨道一样
道
高
F
F向心力
m
v2 r
N
.F
G
外轨对轮缘的弹力提供向心 力
问题探 究
靠这种办法得到的 向心力缺点是什么？ 如何解决这一实际 问题？
一、铁路的弯道
问题探 究 请设计一个方案让火车沿轨道安全通过
弯道
设计方案思想简述 画出草图 简单计算说明 可行性分析
(人教版)物理必修二：5.1《曲线运动》ppt课件
vcosθ
vsinθ
图5－1－1
三、运动描述的实例
1．蜡块的位置：蜡块沿玻璃管匀速上升
的速度设为vy，玻璃管向右匀速移动
的速度设为vx，从蜡块开始运动的时
刻计时，在某时刻t，蜡块的位置P可
以用它的x、y两个坐标表示x＝_v_x_t，
y＝_v_y_t__．
图5－1－2
2．蜡块的速度：速度的大小 v＝___v_2x_＋__v_2y__，速度的方向满
答案 C
解析设蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为 v1， 位移为 x1，蜡块随玻璃管水平向右移动的速
度为 v2，位移为 x2，如图所示，v2＝tanv310°
＝0.1 3
m/s≈0.173 m/s.蜡块沿玻璃管匀速上升的时间 t＝vx11＝
3
1.0 0.1
s＝10 s．由于合运动与分运动具有等时性，故玻璃管水
运动，C选项错误；物体做曲线
运动，一定有加速度，但不一定恒定，D选项错误．
二、对曲线运动条件的理解
1．物体做曲线运动的条件
(1)动力学条件：协力方向与物体的速度方向不在同一条直
线上．
(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上． 2. 无力不拐弯，拐弯必有力．曲线运动
的轨迹始终夹在协力方向与速度方向
【例1】 下列说法中，正确的是
()
A．物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度为0
B．曲线运动一定是变速运动
C．变速运动一定是曲线运动
D．物体沿曲线运动一定有加速度，且一定是匀加速曲线 运动
答案 B
解析 曲线运动的速度方向时刻变化，是变速运动，故加速度一定不
为0，故B选项正确，A选项错误；直线运动中速度大小变化仍是变速
(新课标)高中物理 总目录课件 新人教必修2
配人教版物理·必修2
1 曲线运动 2 平抛运动 3 实验：研究平抛运动 4 圆周运动 5 向心加速度
配人教版物理·必修2
6 向心力 7 生活中的圆周运动 章末复习提升课(五) 综合测评 ( 一 )