人教版高中物理《向心力》优秀课件

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

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

持力的作用，物体在转动过程中，有背离圆
心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦
力，且静摩檫力提供向心力，故ACD错误，B
正确。
15
【例题4】
16
5.6
人教版高中物理必修二课件
【例题4】
5.6
人教版高中物理必修二课件
17
5.6
人教版高中物理必修二课件
【例题5】
5.6
人教版高中物理必修二课件
18
5.6
D、向心产生向心加速度，使物体运动方向不断变化
答案：D 分析：A、向心加速度的方向时刻指向圆心，A错误； 向心加速度方向时刻与向心力方向相同，B错误； C、施力物体不可能是物体本身；C错误 故选B
11
5.6
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5.6
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【例题2】
5.6
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5.6
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9
5.6
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【例题1】
（单选题）一个物体做匀速圆周运动，关于向心力和向心加速度说法正确的是（ ） A、 向心加速度大小不变，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B、 向心加速度的方向与向心力不同
C、向心力是物体维持匀速圆周运动的条件，施力物体时物体的本身
D、向心产生向心加速度，使物体运动方向不断变化
5.6
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10
5.6
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【例题1】
（单选题）一个物体做匀速圆周运动，关于向心力和向心加速度说法正确的是（ ） A、 向心加速度大小不变，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动
B、 向心加速度的方向与向心力不同

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2．一般曲线运动的处理方法 可以把曲线分割成许多很短的小段，质点在每一小段的运动 可看作圆周运动的一部分。这样，在分析质点经过曲线上某 位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析方法来处理了。
力的作用效果命名的。
[试小题]
1．判断正误。
(1)匀速圆周运动中，物体所受的合力指向圆心。 ( √ )
(2)向心力的方向总是指向圆心，是恒力。
(×)
(3)向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ( √ )
(4)向心力是和重力、弹力、摩擦力一样的力。
(×)
2．如图所示，一只老鹰在水平面内盘旋做匀速圆周运动，则下
2．思考题。 荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千由上向下荡下时，请 思考：
(1)小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？ (2)绳子拉力与小朋友受的重力的合力指向悬挂点吗？ (3)小朋友在什么位置所受的向心力最大？
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到向心力的作用
列关于老鹰受力的说法正确的是
()
A．老鹰受重力、空气对它的作用力和向心力的作用 B．老鹰受重力和空气对它的作用力 C．老鹰受重力和向心力的作用 D．老鹰受空气对它的作用力和向心力的作用
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解析：老鹰在空中做匀速圆周运动，受重力和空气对它的作用 力，两个力的合力充当它做匀速圆周运动的向心力。向心力是 根据力的作用效果命名的，不是物体实际受到的力，在分析物 体的受力时，不能将其作为物体受到的力。选项 B 正确。 答案：B

r
Ft ma t
19
例题3
实践与练习
汽车在水平公路上转弯，沿圆轨迹由M向N减速
行驶，对于汽车受到的合外力方向，下面哪种 情况正确？
Fn
v
F
Ft
20
学习与探究 探究三：一般的曲线运动受力研究
B
A
Fn
C
F合
Ft v
21
归纳与总结
物体做圆周运动所需要的向心力及其来源：
1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力时刻指向圆心，
•
5、6 向心力
人教版必修②第五章
1
学习与探究
探究一：做匀速圆周运动的物体所受的力有什么特点？
可以近似地认为地球绕太阳匀速转动
2
地球公转
是什么力使地球绕太阳匀速转动呢？地球转动过程
中受到的这个力的方向有什么特点？
3
地球公转
4
地球公转
5
地球公转
6
地球公转
7
学习与探究 探究一：做匀速圆周运动的物体所受的力有什么特点？
如何提供，并作出图来？
N
f
G
物块随圆盘转动时相对运动趋势方向向哪？
16
学习与探究 探究二：做变速圆周运动的物体所受的力有什么特点？
17
学习与探究 探究二：做变速圆周运动的物体所受的力有什么特点？
F合
Fn
ma n
m
v2 r
mr 2
Ft mat
Ft v
F合
Fn
做变速圆周运动的物体是否需要向心力？向心力又 是如何提供的呢？
提供了改变运动方向所需要的向心力。
F合 = Fn = man
=
v2 m
=

7、向心力的大小
根据牛顿第二定律： F ma
n
n
Fn
m v2 r
m 2 r
mvFn
m
4
T
2 2
r
例1.用细线拴一球做匀速圆周运动，下列说法中正 确的是
A 在线速度一定情况下，线越长越易断
B 在线速度一定情况下，线越短越易断 C 在角速度一定情况下，线越长越易断
D 在角速度一定情况下，线越短越易断
向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要 受到外力的作用。
那么，是怎样的力使物体做圆周运动呢？
【实验探究】 在下列圆周运动中，感受……
一、向心力
1、定义： 做匀速圆周运动的物体一定受到一 个指向圆心的合力，这个合力叫做向心力。
2、方向：总是沿着半径指向圆心.方向时刻改变, 因此向心力是变力。
②滚筒洗衣机衣服跟着滚筒转动。
物块做匀速圆周运动时，
ω
Ff
合力提供向心力，即桶对
物块的支持力。
FN G
F向= F合= FN
③小球在水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)
θ
T
F
图2
G
小球重力和绳拉力的合力提供向心力
分
析 ④物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动
向
心
力
ω FN
的
来
源
O Ff
F向= F合= Ff
3、作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运 动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
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；

第六章 圆周运动
2 向心力
学习目标 1.结合生活实例,知道向心力是根据力的作用效果命名的,能 在具体情景中分析向心力的来源,培养应用物理知识分析和解决 实际问题的能力. 2.通过实验,探究并了解向心力的大小与半径、角速度、线 速度、质量的关系,会根据向心力表达式分析、计算简单情景中 的向心力,提升实验探究能力和解决实际问题的能力. 3.结合生活实例,知道什么是变速圆周运动和一般曲线运动, 会分析变速圆周运动和一般曲线运动中合力与向心力的关系,培 养知识迁移能力.
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2.一般曲线运动:运动轨迹既不是 直线 也不是 圆周 的曲 线运动.
3.一般曲线运动的研究方法:将一般的曲线运动分割为许 多很短的小段 ,质点在每一小段的运动都可以看作 圆周 运动 的一部分.
( ×) 5.做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力.( √ ) 6.物体做圆周运动的速度越大,向心力一定越大.( × )
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3.对于做匀速圆周运动的物体,物体的速度大小 不发生改变,因此,所受合力只改变 速度的方向 .
4.向心力是由 某个力或者几个力的合力 提供的, 是根据力的 作用效果 命名的.

知识点二 向心力的大小 1.如图所示,在绳子的一端拴一个小沙袋,另一端握在手 中.将手举过头顶,使沙袋在水平面内做圆周运动.此时,沙袋 所受的向心力近似等于绳对沙袋的拉力.换用质量大的沙袋, 向心力如何变化?增大沙袋转动的速度,向心力如何变化?增 加绳的长度,向心力如何变化?

圆 度方向。
周
运 动
指向圆心的分力Fn产生的 加速度就是向心加速度。它
只改变速度方向，不改变速
度大小。
Ft F
Fn OO
仅有向心加速度的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。
一 般 的 曲 线 运 动
研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分 割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都 可以看作是圆周运动的部分。
所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力不变
学生展示
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？
（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
解析：小橡皮受力分析如图
。 小橡皮恰不下落时，有：
Ff=mg
其中：Ff=μFN 而由向心力公式：
第五章 曲线运动
5.6 向心力
1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？
向 心
r 2
加
速 度
v2 r
an
4 2r
T2
公
式
4 2n2r
向 心 力
V
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律， 可得：
Fn
m
v2 r
Fn Hale Waihona Puke 2rF 人造卫星绕地球运行
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到
向
的指向圆心的合外力，叫向心力。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about. 。2021年3月6日星期六下午2时40分43秒14:40:4321.3.6 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月下午2时40分21.3.614:40March 6, 2021 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年3月6日星期六2时40分43秒14:40:436 March 2021

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

随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,
如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求
物体受到的静摩擦力大小.
ω
FN
O
F静
2N G
五、一般曲线运动：
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线
运动，可以称为一般曲线运动。
r2 rr11
问题讨论:一 般曲线运动各 个地方的弯曲 程度不一样， 如何研究？
处理方法----把曲线分割为许多极短的小段,每小 段都看作一小段圆弧.它们具有不同的曲率半径. 在分析质点在某位置的运动时可采用分析圆周运 动的方法进行处理.即向心力的公式仍然适用。
圆心方向的合力即向心力
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
1.回顾
只加速
v
a
只减速
a
v
v
an
只改变速度方向
2.思考
为什么变速速圆周运动的速度大小时刻改变， 速度方向时刻改变？
Ft
F
Fn
O
Fn
an 改变速度的方向
a起着改变速
度大小、方
Ft
at
改变速度的大小
向的作用
随堂练习
1、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中 正确的是（ ） A.在线速度一定情况下，线越长越易断 B.在线速度一定情况下，线越短越易断 C.在角速度一定情况下，线越长越易断 D.在角速度一定情况下，线越短越易断
5.7 向心力
向心加速度
知识回顾
1. 向心加速度：作圆周运动的物体具有的总 是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度。
2. 向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化。
3. 向心加速度大小：
a r 2 或
a v2 r