高中物理向心力的实例分析

高中物理向心力的知识点分析

物理的知识点比较的多，而且比较难，学生需要多花费一点的时间去学习，下面本人的本人将为大家带来高中物理的向心力的知识点介绍，希望能够帮助到大家。

高中物理向心力的知识点

向心力的概念

向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时，指向圆心(曲率中心)的合外力作用力。

向心力公式

该定义式不需要推导，也不需要研究为什么这么定义。

向心力的方向：始终指向物体圆周运动的圆心位置。

补充：如果物体做的不是圆周运动，那么向心力指向微小圆弧所对应的圆心(曲率中心)。

向心力不是力

“向心力”一词是从这种合外力作用所产生的效果而命名的。

这种效果可以由弹力、重力、摩擦力(及其他的力)等任何一力而产生，也可以由几个力的合力或其分力提供。

向心力的大小探究试验的具体操作步骤

(1)用质量不同的钢球和铝球做实验，使两球运动的半径r和角速度ω相同。

可以观测出，向心力的大小与质量有关，质量越大，所需的向心力就越大。

(2)换用两个质量相同的小球做实验，保持它们运动的半径相同。

可以观测出，向心力的大小与转动的快慢有关，角速度越大，所需向心力也越大。

(3)仍用两个质量相同的小球做实验，保持小球运动角速度相同。

可以观测出，向心力的大小与小球运动的半径有关，运动半径越大，所需的向心力越大。

实验表明，向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系。

进一步还可以证明，匀速圆周运动所需的向心力公式为 F=mrω²

做圆周运动的物体，在向心力F的作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度的方向与向心力的方向相同，总指向圆心，叫做向心加速度。

对于某一确定的匀速圆周运动来说，m以及r、v的大小、ω都是不变的，所以向心力和向心加速度的大小不变，但向心力和向心加速度的方向却时刻在改变。

高中物理向心力的知识点分析

物理的知识点比较的多，而且比较难，学生需要多花费一点的时间去学习，下面店铺的小编将为大家带来高中物理的向心力的知识点介绍，希望能够帮助到大家。

高中物理向心力的知识点

向心力的概念

向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时，指向圆心(曲率中心)的合外力作用力。

向心力公式

该定义式不需要推导，也不需要研究为什么这么定义。

向心力的方向：始终指向物体圆周运动的圆心位置。

补充：如果物体做的不是圆周运动，那么向心力指向微小圆弧所对应的圆心(曲率中心)。

向心力不是力

“向心力”一词是从这种合外力作用所产生的效果而命名的。

这种效果可以由弹力、重力、摩擦力(及其他的力)等任何一力而产生，也可以由几个力的合力或其分力提供。

向心力的大小探究试验的具体操作步骤

(1)用质量不同的钢球和铝球做实验，使两球运动的半径r和角速度ω相同。

可以观测出，向心力的大小与质量有关，质量越大，所需的向心力就越大。

(2)换用两个质量相同的小球做实验，保持它们运动的半径相同。

可以观测出，向心力的大小与转动的快慢有关，角速度越大，所需向心力也越大。

(3)仍用两个质量相同的小球做实验，保持小球运动角速度相同。

可以观测出，向心力的大小与小球运动的半径有关，运动半径越大，所需的向心力越大。

实验表明，向心力的大小跟物体的质量m、圆周半径r和角速度ω都有关系。

进一步还可以证明，匀速圆周运动所需的向心力公式为 F=mrω²

做圆周运动的物体，在向心力F的作用下，必然要产生一个加速度，这个加速度的方向与向心力的方向相同，总指向圆心，叫做向心加速度。

对于某一确定的匀速圆周运动来说，m以及r、v的大小、ω都是不变的，所以向心力和向心加速度的大小不变，但向心力和向心加速度的方向却时刻在改变。

匀速圆周运动是瞬时加速度矢量的方向不断改变的运动，属于变加速运动的范畴。

向心力只改变方向却不改变速度的大小

圆周运动属于曲线运动，在做圆周运动中的物体也同时会受到与其速度方向不同的合外力作用。

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2016

1 / 6 向心力高中物理公开课教案设计

本节课是从动力学的角度研究匀速圆周运动的，这部分知识是本章的重点和难点，也是学好圆周运动的关键点，学好这部分知识，可以为后面的天体运动和带电粒子在匀强磁场中的运动打好基础。

教材的编排思路很清晰，先是从身边的事例出发，让学生体验到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的概念。由于上一节中，已经从一般性的结论入手，利用矢量运算，在普遍情况下得出做匀速圆周运动的物体的加速度方向指向圆心的结论，进一步得到了向心加速度的大小。于是根据牛顿第二定律，就可以得到做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向和大小，即向心力的大小和方向。

接着，教材为了让学生对向心力有一个感性的认识，设计了“实验”栏目──“用圆锥摆验证向心力的表达式。实际上，这个实验除了要验证向心力表达式之外，另外一个目的就是可以让学生体验到“向心力不是一个新的力，而是一个效果力”，也即让学生初步学会分析向心力的来源。

与过去不同的是，本节中又讨论了变速圆周运动和一般的曲线运动。这样安排的目的是从生活实际出发，在更广阔的背景下让学生认识到什么情况下物体将做匀速圆周运动，什么情况下会做变速圆周运动。以及知道如何处理一般曲线运★精品文档★

2016

2 / 6 动的方法。

（1）思维基础

根据新课程教学理念，从高一第一学期开始，在课堂教学过程中教师一直重视“过程与方法”的教学，学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。

（2）心理特点

依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。

第四章第3节 向心力的实例分析教学设计

学习目标

1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．

2、会分析汽车、火车转弯时向心力的来源.

3、会用牛顿第二定律和向心力公式分析实际问题.

重点与难点

重点：

1、理解向心力是一种效果力．

2．在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题．

难点： 对汽车、火车转弯向心力的分析.

情景导入

[投影视频]

师：请同学们观看生活中常见的圆周运动以及赛车在经过弯道时画面，让大家思考我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过？

课件展示自行车赛中赛场和运动员的特点。

学生分组讨论以上问题。

提出问题：

认真阅读课本P76-P77完成下列问题。翻开“优化探究”P56“新知预习探究”

一、转弯时向心力实例分析.

1、水平路面转弯

（1）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时由谁提供向心力呢？

（2）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时速度过快或转弯半径太小时，

滑冰运动员和摩托车会出现什么现象，为什么？

2、倾斜路面上转弯

（1）在倾斜路面上汽车和火车在拐弯时由谁提供向心力呢

（2）火车的轨道是怎样设计的？请分析说明？

（3）弯道的限速取决于什么？请分析说明？

3、空中转弯

在天空中鸟和飞机转弯时由谁提供向心力呢？

教学过程

一、转弯时的向心力实例分析

1、水平路面转弯（视频演示）

（1）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时由谁提供向心力呢？

在水平面上拐弯时，有向外侧打滑的趋势，地面就会对摩托车产生指向内侧的摩擦力，这时受到三个力的作用：重力G、支持力N和静摩擦力f,其中静摩擦力指向圆心，提供摩托车转弯时所需的向心力F，即F=f.

（2）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时速度过快或转弯半径太小时，滑冰运动员和摩托车会出现什么现象，为什么？

设摩托车沿半径为R的水平圆形跑道以匀速率v行驶，若摩托车与路面的动摩擦因数为 ，要使摩托车不侧滑，则摩托车行驶的最大速率是多少？