6.2 向心力 导学案-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

衢州求益中学高一物理必修二导学案 课题 6.2向心力 课型 新授课 编号 002 班级 姓名 制作人 导学案审批 课程标准 探究影响向心力大小的因素，能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。 1.知道向心力是效果力，方向指向圆心。 2.能利用实验探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。 3.会分析向心力的来源，掌握向心力的表达式，并能用来进行计算。 1、 导（2分钟） 播放一段 1 分钟左右的短视频：游乐场空中飞椅高速旋转、链球运动员加速旋转投掷、汽车在弯道上漂移、过山车在轨道上做圆周运动的特写。 提问：视频中这些物体为什么能保持 “转圈” 而不飞出去？是什么力在 “拉” 着它们？ 这种力和哪些因素有关？ 我们之前学过直线运动的受力分析，今天要如何分析圆周运动的受力特点。 二、学（16分钟） 目标1 1、思考：如图所示，用细绳拉着质量为m的小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。 ①小球受到的力有：______力、______力、______力。 ②小球做匀速圆周运动时，合力始终指向______，是______（恒力，变力）。 2、总结： ①向心力：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向______，这个指向圆心的力叫向心力,通常用Fn表示。向心力只改变线速度的______，不改变线速度的______。 ②向心力是根据力的______来命名的，凡是由某个力或几个力的______提供，使物体做匀速圆周运动的力均为向心力。 【例1】分析下列实例中向心力来源 m θ 目标2 1、感知向心力 模仿课本28页实验，初步感受向心力的大小与哪些因素有关，得出一般性结论。 2、向心力演示仪实验设计： ①实验方法：控制变量法 ②实验步骤： 两球相同的物理量 不同的物理量 实验结论 1 m、ω r 2 m、r ω 3 r、ω m ③总结：精确的实验表明向心力的大小可以表示为 Fn＝ 或Fn＝ 三、研（6分钟） 目标3 【例2】一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时球的速度为3 m/s.(球视为质点，绳不可伸长，取g＝10 m/s2) (1)画出小球运动到最低点时受力示意图，分析向心力的来源； (2)球到达最低点时绳对球的拉力． ①确定轨道平面和圆心 轨道平面：______（水平面/竖直面）；圆心：______（O点/最低点） ② 受力分析，确定向心力来源 小球在最低点受两个力：竖直向下的______竖直向上的______ 向心力指向______（填圆心方向），由合力提供，表达式为____________ ③ 选择适当的向心力公式进行分析计算 已知圆周运动半径和线速度，选用向心力公式___________ 【例3】如图，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则说法中正确的是（ ） A. A球的线速度必定大于B球的线速度 B. A球的角速度必定小于B球的角速度 A B θ C. A球的运动周期必定小于B球的运动周期 D. A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力 ①确定轨道平面和圆心 轨道平面：______（水平面/竖直面）；圆心：______（转轴上/最低点） ② 受力分析，确定向心力来源 小球在筒壁上受两个力：竖直向下的______垂直筒壁向上的______ 向心力指向______（填圆心方向），由合力提供，表达式为____________ ③ 选择适当的向心力公式进行分析计算 根据题目要求，选择相应的向心力公式 圆周运动解题方法提炼 ①确定圆周运动的轨道平面和圆心。 ②受力分析，确定向心力的来源。 ③选择适当的向心力公式进行分析计算。 四、展（3分钟） 1、展示目标1和2部分学习结果。 2、展示研的例题1、2、3。 五、评（7分钟） 1、展示目标1和2部分学习结果。 2、展示研的例题1、2、3。 六、练（6分钟） 1．如图所示，玻璃球沿碗的内壁做匀速圆周运动。若忽略摩擦，这时球受到的力有（　　） A．重力和向心力 B．重力和弹力 C．重力、支持力和向心力 D．重力的下滑力 2.如图所示，光滑水平桌面上一根轻绳拴着一个质量为m的小球，小球以半径r绕O点做匀速圆周运动，小球做匀速圆周运动的线速度为v，转一圈所用时间为T。 2.1．描述小球运动的下列物理量，始终保持不变的是（　　） A．路程 B．周期 C．线速度 D．加速度 3．小球受力情况正确的是（　　） A．受重力、支持力 B．受重力、向心力 C．受重力、支持力、拉力 D．受重力、支持力、向心力、拉力 4．下列说法不正确的是（　　） A．绳对小球的拉力提供向心力 B．拉力不改变小球线速度的大小 C．小球运动的角速度不变 D．小球的运动是匀变速运动 5.下面关于向心力的叙述中，错误的是(　　) A．向心力的方向始终沿着半径指向圆心，所以是一个变力 B．做匀速圆周运动的物体，除了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．向心力只改变物体速度的方向，不改变物体速度的大小 6.上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8000m，近距离用肉眼看几乎是一条直线，而转弯处最小半径也达到1300m，一个质量为50kg的乘客坐在以360km/h匀速率行驶的车里，随车驶过半径为2500m的弯道，下列说法正确的是（　　） A．乘客所需要的向心力大小约为200N B．乘客所需要的向心力大小约为539N C．乘客所需要的向心力大小约为300N D．弯道半径越大，乘客需要的向心力越大 7．分析下列做匀速圆周运动物体的受力情况，指出其向心力的来源。 （1）地球赤道上的物体随地球自转的过程，向心力由 提供。 （2）汽车过一拱桥的顶端时，向心力由 提供。 （3）放在水平转台上的物体随转台一起转动，向心力由 提供 8.用下图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢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，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。 （1）在探究向心力的大小F与半径r关系时，要保持不变的是 （填选项前的字母）。 A．和r    B．和m    C．m和r    D．m和F （2）图中所示是在探究向心力的大小F与 （填选项前的字母）。 A．质量m的关系    B．半径r的关系    C．角速度的关系 （3）若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为 （填选项前的字母）。 A．    B．    C．    D． 学科网（北京）股份有限公司 $