6.2向心力 同步复习课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理人教版 同步复习 第六章第二节 向心力 01 思维导图 思维导图 02 知识剖析 1 概念 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力. 考点01 向心力 期中考试 知识剖析 5 2 方向 向心力是变力，其方向总是沿着半径指向圆心且时刻改变，与线速度方向垂直. 考点01 向心力 期中考试 知识剖析 6 3 作用效果 只改变线速度的方向，不改变线速度的大小. 考点01 向心力 期中考试 知识剖析 7 4 来源分析 做圆周运动的物体，其运动状态在不断变化，是由于有向心力作用.向心力是按作用效果命名的力，可以由重力、弹力、摩擦力等性质力提供，也可以由某个力的分力或某几个力的合力提供.举例说明如下： 考点01 向心力 期中考试 知识剖析 8 4 来源分析 考点01 向心力 类别 实例 模型说明 重力提供向心力   小球沿光滑轨道下滑，经过圆轨道最高点时，若轨道对其的弹力恰好为零，则此时小球的向心力由重力提供. 弹力提供向心力   小球沿光滑器壁在水平面内做圆周运动，向心力由弹力提供. 摩擦力提供向心力   物体随转盘做圆周运动，且相对转盘静止，向心力由静摩擦力提供. 分力或合力提供向心力   小球在水平面内做圆锥摆运动.向心力可以认为由细线拉力的水平分力提供，也可以认为由细线拉力与小球重力的合力提供. 期中考试 知识剖析 9 4 来源分析 1.若物体做匀速圆周运动，其向心力由合力提供，它始终沿着半径方向指向圆心，并且大小恒定. 2.若物体做非匀速圆周运动，其所受合力不指向圆心，此时向心力由物体所受的合力在半径方向上的分力提供，而合力在切线方向的分力改变线速度的大小. 考点01 向心力 期中考试 知识剖析 10 1 实验：探究向心力大小的表达式 1.小球做圆周运动所需向心力的大小，在半径和角速度一定时，与质量成正比；在质量和半径一定时，与角速度的平方成正比；在质量和角速度一定时，与半径成正比. 2.向心力的表达式 向心力的大小可表示为Fn=m或者Fn=mω2r 将ω=,v=ωr等公式代入公式Fₙ=mω²r可得向心力大小的不同表达式： 考点02 向心力的大小 期中考试 知识剖析 11 1 变速圆周运动及处理方法 (1)变速圆周运动：物体做圆周运动，它的线速度大小不断改变，这种圆周运动称为变速圆周运动. (2)受力特点：做变速圆周运动的物体所受合力并不指向圆心，这个力F可以分解成互相垂直的两个分力. 考点03 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 12 1 变速圆周运动及处理方法 ①如图甲所示，合力F与速度v的夹角θ<90°时，物体做速度不断增加的曲线运动； ②如图乙所示，当θ>90°时，物体做速度不断减小的曲线运动.(当θ=90°时，物体做匀速圆周运动) 考点03 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 13 1 变速圆周运动及处理方法 (3)处理方法：解决变速圆周运动问题，依据的规律仍然是牛顿第二定律和匀速圆周运动的运动学公式，只是在公式Fn=mt中，Fn为指向圆心方向的合力，v为在该处速度的瞬时值. 考点03 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 14 2 一般的曲线运动及处理方法 (1)曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动(如图所示). 考点03 一变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 15 2 一般的曲线运动及处理方法 (2)处理方法：①将曲线分割成许多极短的小段，每一小段曲线都可以看作一小段圆弧，这样，物体在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分.通常这些圆弧的弯曲程度是不一样的，我们用曲率半径来表示圆弧的弯曲程度. 考点03 一变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 16 2 一般的曲线运动及处理方法 ②将物体所受的合力沿平行曲线的切线方向和法线方向进行分解，沿切线方向的分力使物体加速或减速；沿法线方向的分力提供物体做圆周运动所需的向心力，此时有Fn=mmrω2 考点03 一变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 期中考试 知识剖析 17 考点04 几种常见匀速圆周运动的向心力分析 图形 受力分析 力的合成与分解 满足的方程       或               或 期中考试 知识剖析 18 考点04 几种常见匀速圆周运动的向心力分析 图形 受力分析 力的合成与分解 满足的方程         或                         （f为静摩擦力） 期中考试 知识剖析 19 03 综合训练 下列关于运动的说法正确的是（　　） A．曲线运动一定是变速运动，但不可能是匀变速运动 B．两个互成角度的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动 C．做平抛运动的物体，在相同时间内速度的变化量相同 D．匀速圆周运动的向心力指向圆心，但非匀速圆周运动的向心力不一定指向圆心 C 考点01 向心力的定义及物理意义（受力分析方面） 综合训练 21 【解析】 A.对于曲线运动，其速度方向不断变化，因此一定是变速运动，若加速度恒定（如平抛运动中加速度恒为重力加速度g），则属于匀变速运动，因此曲线运动可能是匀变速运动，故A错误； B.两个匀变速直线运动的合加速度恒定，但合运动的轨迹取决于合速度与合加速度的方向关系，若两者方向不共线（如平抛运动的合成），合运动为匀变速曲线运动，故B错误； C.平抛运动中加速度恒为重力加速度g，则做平抛运动的物体，在相同时间内速度的变化量相同，故C正确； D.无论匀速还是非匀速圆周运动，向心力始终指向圆心，故D错误； 故选：C。 考点01 向心力的定义及物理意义（受力分析方面） 综合训练 22 某道闸杆上的甲、乙、丙、丁四处各固定一个质量相同的螺栓。则在抬起道闸杆过程中，所需向心力最大的螺栓是（　　） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 D 考点02 向心力的表达式及影响向心力大小的因素 综合训练 23 【解析】 在抬起闸杆过程中，甲、乙、丙、丁四处的螺栓做圆周运动，角速度ω相同（绕同一轴转动），且质量m相同。 根据向心力公式F＝mω2r（r为圆周运动的半径），可知向心力与半径r成正比。 观察题图可知，丁处的螺栓圆周运动半径最大，因此其所需向心力最大。故ABC错误，D正确。 故选：D。 考点02 向心力的表达式及影响向心力大小的因素 综合训练 24 如图所示，洗衣机脱水时，衣服贴在筒壁上随脱水筒一起绕竖直转轴匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是（　　） A．衣服受到筒壁的弹力与向心力是一对平衡力 B．衣服受到筒壁的摩擦力会随转速的增大而增大 C．衣服受到的合力沿水平方向 D．衣服受到的合力为0 C 考点03 向心力的来源分析 综合训练 25 【解析】 A、向心力是效果力，并非实际受力，衣服受到筒壁的弹力提供向心力，弹力与“向心力”不是平衡力，故A错误； B、衣服竖直方向静止，摩擦力与重力平衡，重力不变，所以摩擦力不随转速增大而增大，故B错误； C、衣服做匀速圆周运动，合力提供向心力，向心力沿水平方向指向圆心，因此合力沿水平方向，故C正确； D、匀速圆周运动是变速运动，速度方向变化，合力不为零，合力提供向心力，故D错误。 故选：C。 考点03 向心力的来源分析 综合训练 26 如图半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO'重合。转台以一定的角速度匀速转动，一可看为质点的小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，则小物块 （　　） A．可能只受到两个力作用 B．一定受到沿罐壁向上的摩擦力 C．所受合力方向指向O点 D．做圆周运动所需的向心力由它受到的支持力提供 A 考点04 通过受力分析求解向心力 综合训练 27 【解析】 AB．当角速度为某一值时，物块的重力和罐壁对物块的支持力的合力提供做圆周运动的向心力，此时物块不受罐壁的摩擦力，只受重力和罐壁的弹力两个力作用，故A正确，B错误； C．物块做匀速圆周运动，则所受合力方向指向做圆周运动的圆心，在转轴OO′上某一点，不是指向O点，故C错误； D．物块做圆周运动所需的向心力由重力和支持力的合力提供（可能还有摩擦力参与），不是仅由支持力提供，故D错误。 故选：A。 考点04 通过受力分析求解向心力 综合训练 28 如图所示，一个小孩儿在玩荡秋千。已知秋千的两根绳长均为3.5m，小孩和秋千踏板的总质量约为30kg，绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为7m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为（　　） A．150N B．330N C．360N D．660N C 考点05 牛顿第二定律与向心力结合解决问题 综合训练 29 【解析】 以小孩和秋千整体作为研究对象，整体受到竖直向下的重力以及竖直向上的绳子的拉力，令每根绳子的拉力为T，绳长为 l＝3.5m，v＝7m/s，质量m＝30kg，根据牛顿第二定律有2T−mg=m 代入数据得每根绳子的拉力为T＝360N，故ABD错误，C正确。 故选：C。 考点05 牛顿第二定律与向心力结合解决问题 综合训练 30 关于下列实验，相应的说法正确的是（　　） A．图甲“探究两个互成角度的力的合成”实验中，同一组实验两次拉橡皮筋时结点O的位置可以不同 B．图乙“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验中，采用的实验方法是等效替代法 C．图丙“探究平抛运动的特点”实验中，斜槽轨道不光滑对实验结果没有影响 D．图丁“探究重物的速度随时间变化的规律”实验中，释放重锤前应用手托往重物 C 考点06 探究圆周运动的相关参数问题 综合训练 31 【解析】 A．“探究两个互成角度的力的合成”实验中，同一组实验，两次拉橡皮筋时，为了保证效果相同，一定要将橡皮筋的结点O拉至同一位置，故A错误； B．图乙采用的实验方法是控制变量法，故B错误； C．每次小球应从同一位置由静止释放，以保证到达底端速度相同，轨道不必光滑，故C正确； D．图丁“探究重物的速度随时间变化的规律”实验中，释放重锤前，用手拉着纸带上端处于竖直面，故D错误。故选：C。 考点06 探究圆周运动的相关参数问题 综合训练 32 $