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

该高中物理课件聚焦“向心力”核心内容，系统呈现向心力的定义、效果力性质、大小公式及来源，延伸至变速圆周运动的切向力与法向力分析、一般曲线运动的研究方法。课堂导入通过“温故知新”环节，从匀速圆周运动是变速运动、存在加速度和合外力出发，以“使物体做匀速圆周运动的力是什么力？”设问，搭建旧知（加速度、合力）与新知（向心力）的学习支架，梳理知识脉络。 其亮点在于以科学思维和科学探究为导向，通过控制变量法探究向心力大小（科学探究），建构切向力与法向力模型分析变速圆周运动（模型建构），结合“绳断问题”推导拉力公式、“歼-20曲线运动”受力分析等实例，深化运动和相互作用观念。采用问题驱动、实例推导与练习结合的教学方法，助力学生理解向心力本质及应用，培养科学推理能力，也为教师提供结构清晰、重难点突出的教学资源，提升教学效率。

第六章 圆周运动 第三节 向心力 高中物理 必修2 18 十二月 2025 2025年2月版本 1 向心力、效果力 体验向心力，分析、计算来源 变速圆周运动的向心力 温故知新： 匀速圆周运动→曲线运动→变速运动 v v 0 v 速度改变→一定有加速度 有加速度→合外力一定不为零 使物体做匀速圆周运动的力是什么力？ 第三节 向心力 一、探究向心力 探究1：分析圆周运动物体受力情况； 结论： 物体所受合力方向始终 、且与速度方向 ； 垂直 G N f G F合 T G F合 N 指向圆心 G f N 向心力Fn： 匀速圆周运动物体，受到的指向圆心的力； 向心力是效果力： 向心力根据力的作用效果命名，不指具体的哪个力； 向心力来源： 可以由某个力、某个力的分力、几个力的合力提供或充当； v v o v G f N F F F G Tx T Ty 探究2：向心力Fn大小（控制变量法）： 6-2-0探究向心力大小 向心力FN： 来源（效果力）： 某个力、某个力的分力、几个力的合力提供或充当； 大小： 方向： 指向圆心（跟速度方向垂直）→时刻改变； 作用效果： 向心力Fn→只改变速度v的方向，不改变速度v的大小； ＡC 例1：（多选）下列关于向心力的叙述中，正确的是（ ） A、向心力的方向始终指向圆心，因此向心力是一个变力 B、做匀速圆周运动的物体，除受到别的物体对它的作用力 外，还一定受到一个向心力的作用 C、向心力可以是重力、弹力、摩擦力中的某个力，也可以 是这些力中某几个力的合力，或者是某一个力的分力 D、向心力既改变物体速度的方向，也改变物体速度的大小 例2：如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。经验告诉我们，当细绳与钉子相碰时，钉子的位置越靠近小球，绳就越容易断。请解释这一现象。 解： 解释： 当小球质量m和线速度v大小确定时，碰到钉子后圆周运动半 径r越小，小球受到的绳子拉力T越大，绳就越容易断； 画龙点睛： 小球速度不突变； mg T V 第三节 向心力 二、变速圆周运动、 一般曲线运动 变速圆周运动： 探究3：若圆周运动物体所受合力不指向圆心，物体还 能做匀速圆周运动吗？ 切向Fτ：垂直半径方向合力，只改变速度大小； 法向Fn ：沿着半径方向合力，只改变速度方向； • 0 Fn F合 v • 0 Fn F合 v 圆周运动→速度增大 圆周运动→速度减小 Fτ F𝝉 实例： 一般曲线运动： 运动轨迹既不是直线也不是圆周的运动； 探究4：如何研究一般曲线运动？ 1、曲线分割成无限短段，每段都可看作圆R上圆弧； 2、圆弧弯曲程度不同，具有不同的曲率半径R； 3、质点在曲线各点上的运动，可以看做不同半径圆上的圆周运动； r1 r2 A • •B Ａ 例3：如图所示，我国战机“歼-20”在航展表演中，沿着曲线ab斜向上加速运动，则战机飞行到c点时受到的合力F的方向可能正确的是（ ） 第三节 向心力 课时练习 练1：如图所示是荡秋千的照片，若该时刻人的速度 为v，秋千绳与竖直方向的夹角为θ，两根秋千绳长 均为l，重力加速度为g。下列说法正确的是(　　) A、该时刻秋千对人的作用力mgcosθ B、该时刻人所受的合力大小为mgsinθ C、该时刻人所受的合合力大小 D、越来越大最高点向最低点摆动过程秋 千对人的作用力 D 练2：如图所示“空中飞椅” 简化模型。水平转盘P、竖直转轴OO´。绳长l=10m、质点m=60kg 、转盘边缘与转轴之间距离 d=4.0m。当转盘匀速转动时，绳与竖直方向的夹 角θ=37°。（不计空气阻力及绳重 ，且绳不可 伸长g=10m/s2）求： 1）绳子拉力的大小 2）转盘角速度的大小； 解： L d mg r θ( T F 向心力（效果力）： 大小： 方向：沿半径指向圆心，是变力； 来源：单个力、合力、分力； 特点： F⊥V，方向不断变化； 变速圆周运动 一般曲线运动： 结束页 B1 谢谢观赏！ $这是一个向心力演示器。匀速转动手柄可以使变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动槽内的小球就做匀速圆周运动，使小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供求对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力计套筒下降，从而露出标尺。根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略地计算出两个球所受向心力的比值。现在根据上面的猜想设计实验，探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径等因素的关系。把两个质量相同的球分别放在两个滑槽上，半径相同的挡板处，把皮带挂在半径相等的变速轮上，这样两滑槽转动的角速度欧米伽相同。摇动手柄，随着转速增加，标尺露出的格数也随之增加。可以看到标尺露出格数是相等的这表明向心力大小是相等的。把质量比为1比2的铝球和钢球放到滑槽上半径相同的挡板处摇动手柄，保持半径R角速度欧米伽相同，两滑槽匀速转动。当铝球一方标尺露出两格时，钢球一方露出四格，这表明向心力之比是1比2。实验表明，在角速度欧米伽和半径R一定时，向心力和质量M成正比，保持角速度欧米伽和质量M相同，皮带仍放在第一层，塔轮使用质量相等的两个钢球，两球分别放在长滑槽的远端挡板和短滑槽挡板处，两球做圆周运动的半径之比是2比1，摇动手柄可以看到格数之比是2比1，这表明向心力大小之比也是2比1。实验表明，在角速度和质量M一定时，向心力和半径R成正比。保持质量M和半径R相同，皮带放到第二层塔轮，角速度之比是1比2。使用质量相等的两个钢球，两球放在长滑槽的近端挡板和短滑槽挡板处，摇动手柄可以看到格数之比是1比4，这表明向心力大小之比也是1比4，皮带放到第三层塔轮，角速度之比是1比3。使用质量相等的两个钢球，两球放在长滑槽的近端挡板和短滑槽挡板处，摇动手柄，可以看到格数之比是1比9，这表明向心力大小之比也是1比9。实验表明，在质量M和半径R一定时，向心力和欧米伽平方成正比。根据上面的实验以及力学单位制知识，可以得到向心力的表达式F等于M欧米伽方R。