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

6.2 向心力 向心力的大小与运用 1 学习 目标 01 02 03 04 知道向心力的定义及作用 通过实验感受向心力的存在 探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系 学会运用向心力公式 2 情景导入 向心力 游乐园里的旋转飞椅项目深受年轻人喜爱，思考：游客与飞椅一起在空中做匀速圆周运动时受哪些力？这些力的合力指向什么方向？ 发现向心力 轻绳系着一个小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 小球做什么运动？ 受几个力？合力方向指向哪儿？ 1 问题： 如果绳子断了，小球还能做圆周运动吗？ 2 向心力 绳子提供拉力的作用是什么？ 3 认识向心力 向心力 对小球受力分析: G T FN 大量的事实表明：做匀速圆周运动的物体，其所受合力始终指向圆心。 向心力 向心力 定义 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做向心力 𝐹𝑛 方向 始终沿半径指向圆心，且与速度方向垂直，方向一直在变化，所以向心力是变力。 作用效果 所受合力只改变速度的方向。 向心力的来源 向心力 来源：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。 注意：向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 受力分析时, 不能多出一个向心力！！ Fn G F 7 向心力的大小 向心力 在绳子的一端拴一个沙包，另一端握在手中。将手举过头顶，使沙包在水平面内做圆周运动。此时，手通过绳对沙包的拉力，近似提供沙包的向心力。 猜想：向心力大小可能与物体质量、转动快慢、转动半径有关。（质量越大、转动越快、半径越大，向心力越大） 只改变质量，或只改变沙包转动的快慢，或只改变绳的长度，感受力的变化。 控制变量法 实验探究 向心力 匀速转动手柄，使变速塔轮以及长槽和短槽和槽内的小球随之匀速转动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。 实验原理： 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，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 向心力演示仪： 实验探究 向心力 控制变量法 r1/r2 F1/格 F2/格 F1/F2 实验2：m1=m2，ω1=ω2 m1/m2 F1/格 F2/格 F1/F2 实验3：r1=r2，ω1=ω2 1:2 1:2 1 2 1:2 1:2 1 2 实验探究 实验次数 ω1/ω2 F1/格 F2/格 F1/F2 1 2 3 实验1：m1=m2，r1=r2 1:1 1:1 1 1 1:2 1:4 1 4 1:3 1:9 1 9 向心力 向心力的大小 向心力 精确的实验表明：物体做圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与角速度的二次方成正比，与半径成正比。即： Fn＝mω2r 若k取1 向心力的理解 向心力 向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向。 向心力是根据力的作用效果命名的，它可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由他们的合力或某个力的分力提供。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 向心力的分析 向心力 如图，一小球在轻绳的牵引下在水平面上做匀速圆周运动时，绳子与竖直方向的夹角为θ G T Fn 拉力和重力的合力提供物体 做匀速圆周运动向心力。 变速圆周运动 向心力 F Fn Ft 加速 Ft ——与圆周相切的分力，产生切向加速度，运动方向同向，改变速度的大小，使物体加速。 Fn ——指向圆心的分力，产生向心加速度，提供沙袋做圆周运动所需要的向心力，改变速度的方向。 O 变速圆周运动 向心力 思考：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？ Ft与物体运动的速度反向，使得物体的速度越来越小； Fn指向圆心，提供物体做圆周运动所需的向心力，改变物体速度的方向。 v Fn F合 Ft 一般的曲线运动 向心力 r1 r2 在处理一般的曲线运动时，把一般曲线分割为许多很短的小段，每一段都可看作圆周的一部分。这样，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理了。 课堂练习 向心力 向心力 向心力 课堂练习 向心力 下列关于向心力的说法中错误的是（　　） A．向心力是使物体做圆周运动的原因 B．向心力是指向弧形轨道圆心方向的力，是根据力的作用效果命名的 C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是某一种力或某一种力的分力 D．向心力不但可以改变物体运动的方向，也可以改变物体运动的快慢 D 课堂练习 向心力 狗拉雪橇，雪橇在位于水平冰面的圆弧形道路上匀速率滑行。如图为关于雪橇运动到某位置时受到的合外力 及速度 方向的示意图（ 为圆心），其中正确的是（　　） D 课堂练习 向心力 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。当圆筒的转速减小以后，物体仍然随圆筒一起匀速转动而未滑动，则下列说法正确的是（ ） A．物体所受弹力减小，摩擦力不变 B．物体所受弹力不变，摩擦力减小 C．物体所受弹力增大，摩擦力增大 D．物体所受弹力增大，摩擦力不变 A 课堂练习 向心力 如图所示，可视为质点的物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则物体A所受的力有（　　） A．重力、支持力 B．重力、向心力 C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力 D．重力、支持力、向心力、摩擦力 C 课堂练习 向心力 AC 25 Lavf58.20.100 Tencent CAPD MTS (T-tech) $