6.2 向心力 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件（必修第二册）聚焦“向心力”主题，系统呈现向心力的概念（指向圆心的合力，效果力）、大小公式（\(F_n = mr\omega^2\)、\(F_n = m\frac{v^2}{r}\)）及应用。通过“剪断细线后小球运动”的思考讨论、“沙袋圆周运动”的体验活动，从生活实例切入，引导学生建立运动与相互作用的物理观念，搭建从具体现象到抽象规律的学习支架。 其亮点在于深度融合核心素养，科学探究环节通过控制变量法实验（变速塔轮装置），让学生经历猜想、设计、论证过程，培养科学探究能力。结合飞椅、圆盘转动等实例及观点辨析例题，强化模型建构与科学思维。学生通过体验与探究深化理解，教师可直接利用资料提升教学效率与学生参与度。

2 向心力 高中物理 必修第二册 一个小球在细线的牵引下，绕光滑水平桌面上的图钉做匀速圆周运动（图 6.2-1）。用剪刀将细线剪断，小球还能做圆周运动吗？你认为使小球做圆周运动的力指向何方？ mg FN FT 图 6.2-1 研究小球所受合力的方向 思考与讨论 （课本第30页“练习与应用”第3题）一个圆盘在水平面内匀速转动，盘面上有一小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动（图6.2-8）。 如果圆盘光滑，小物体还能做圆周运动吗？什么力对物体做圆周运动起了作用？ mg FN Ff 图 6.2-8 O' ω 小球在细绳的作用下在空中水平面内做匀速圆周运动，细绳就沿圆锥面旋转，就成了一个圆锥摆。 O θ L m FT mg F合 FT mg 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的合力叫做向心力（用Fn表示）。 向心力不是一个真实力，由某个力或几个力的合力提供，是根据力的作用效果命名的。 向心力 图 6.2-2 飞椅与人受到的力 游乐场里有各种有趣的游戏节目。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？ 感受向心力 如图6.2-3所示，在绳子的一端拴一个小沙袋（或其他小物体），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手通过绳对沙袋的拉力。换用不同质量的沙袋，并改变沙袋转动的速度和绳的长度， 感受向心力的变化。 图 6.2-8 做一做 实 验 匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个小球所受向心力的比值。 通过控制变量法，分别研究向心力F和质量m、转动半径r以及角速度ω之间的关系。 探究向心力大小的表达式 精确的实验表明，向心力的大小可以表示为 或 向心力的大小 （课本第30页练习与应用 3）如图6.2-8所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s。盘面上距离圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。 （1）求小物体所受向心力的大小。 （2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见；甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心；乙认为小物体有向前运动的趋势，静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。你的意见是什么？说明理由。 mg FN Ff 图 6.2-8 解：（1） （2）甲的意见是正确的。静摩擦力的方向与物体相对接触面运动的总趋势相反，假设在匀速转动过程中，圆盘突然变得光滑，小物体因为惯性将会沿切线方向飞出。从相对运动的视角来看，小物体有相对圆盘沿半径方向向外运动的趋势，故静摩擦力的方向指向圆心。 例题 向心力 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心。这个指向圆心的合力叫做向心力（用Fn表示）。 向心力是不是一个真实力，由某个力或几个力的合力提供，是根据力的作用效果命名的。 或 向心力的大小 课堂小结 1.下载并完成“向心力第一课时 作业练习”。 2.下载并观看视频“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”，结合实验手册，做好学生实验预习。 作业布置 $