2.2 向心力与向心加速度 课件-2026-2027学年高一下学期物理粤教版必修第二册

该高中物理课件聚焦向心力与向心加速度，通过提问“什么是匀速圆周运动”“‘匀速’含义”等回顾旧知，进而引出合外力特点及加速度的新问题，搭建从匀速圆周运动到向心力的学习支架。 其亮点在于设计“感受向心力”小游戏和控制变量法实验（含向心力演示器），结合实例分析（如旋转秋千），通过科学探究与科学推理建构物理观念。小结系统梳理公式，助力学生理解概念，教师可依托实验与练习提升教学效率。

主讲老师：物思理 粤教版（2019）高中物理必修第二册课件 第二章 圆周运动 第2节 向心力与向心加速度 物思理 1、感受向心力 2、向心力的来源 4、向心加速度 3、探究影响向心力大小的因素 第2节向心力与向心加速度 5、巩固练习 目录 探究新知 物思理 2 所受合外力__________零 什么是匀速圆周运动？ “匀速”的含义是什么？ 匀速圆周运动是___速曲线运动 变 运动状态有没有发生改变？ 一定不等于 一定具有______。 加速度 那么物体所受的合外力有何特点？ 加速度又怎样呢？ 新课引入 物思理 小游戏：绳子的一端系一小球，另一端用手固定，让小球在近似光滑的桌面上做匀速圆周运动。 （1）此时牵绳的手有什么感觉？ （2）小球受到的合外力方向如何变化？ （3）松手后，小球还能继续做圆周运动吗? O G FN F拉 O 一、感受向心力 请画出小球的受力分析图： F合=F拉 物思理 1.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作向心力(centripetal force)。 3.方向：指向圆心，向心力方向与速度方向垂直，是变力。 4.作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。 2.符号：Fn O Fn Fn Fn v v v O 一、感受向心力 俯视图 物思理 1、向心力是按照效果命名的力，并不是一种新的性质的力。 2、向心力的来源：物体所受的合外力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。（可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是几个力的合力，还可以是某个力的分力） 在匀速圆周运动中： 注意 二、向心力的来源 受力分析时,不要把向心力当作一个独立的力画出来！ F合 F向 ； F向＝F合 物思理 1、旋转圆桌上的杯子由静摩擦力提供向心力 G FN f静 f静 ＝ Fn 实例分析： 二、向心力的来源 物思理 O 2、游乐场里的旋转秋千,由重力和吊绳拉力的合力提供向心力 r θ O G=mg F合 F F合＝mgtanθ = Fn 也可以说成拉力F在水平方向的分力充当向心力。 实例分析： 二、向心力的来源 物思理 通过牵绳的手感受绳子拉力的变化,定性探究影响匀速圆周运动向心力大小的因素 (2)保持其他因素不变,增大或减小小球旋转的半径(改变绳长) (1)保持其他因素不变,增大或减小小球旋转的速度 (3)保持其他因素不变,换一个质量较大的球进行实验 实验1 设计方案(控制变量法) 三、探究影响向心力大小的因素 猜想：向心力大小可能与转动速度、转动半径、小球质量有关。 物思理 1、构造：塔轮，长槽，短槽，弹簧测力套筒，标尺等。 2、实验方法——控制变量法 利用向心力演示器(如图示),定量探究匀速圆周运动所需向心力的大小与物体的质量、角速度的大小和运动半径之间的关系 视频 三、探究影响向心力大小的因素 实验2 物思理 向心力演示器 G FN 小 球 静 止 三、探究影响向心力大小的因素 G 匀 速 圆 周 运 动 FN F 物思理 实验视频 三、探究影响向心力大小的因素 物思理 实验条件 实验现象 实验结论 ω r 一定，ma=2mb m ω 一定，ra=2rb m r 一定，2ωa=ωb Fa=2Fb F∝m Fa=2Fb F∝r 4Fa=Fb F∝ω2 三、探究影响向心力大小的因素 实验方法：控制变量法 实验结论： 物思理 物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小 与质量 、角速度 和转动半径 之间的关系为： 将 代入上式得： 向心力公式不仅适用于匀速圆周运动，也适用于非匀速圆周运动。 三、探究影响向心力大小的因素 物思理 1、（多选）用细线拴住一球做匀速圆周运动，下列说法中 正确的是（ ） 在线速度一定情况下，线越长越易断 A 在线速度一定情况下，线越短越易断 B 在角速度一定情况下，线越长越易断 C 在角速度一定情况下，线越短越易断 D BC 练一练 物思理 4.方向：与向心力一致，始终指向圆心，与速度垂直，方向时刻变化. 匀速圆周运动是变加速曲线运动 3.公式： 5、意义：描述物体做圆周运动时速度方向变化快慢的物理量。 四、向心加速度 1.定义：做匀速圆周运动的物体加速度总是指向圆心，这个加速度称为向心加速度。 2.符号：an 适用于所有的圆周运动 物思理 2、(多选)关于向心加速度，下列说法正确的是 A.向心加速度是描述线速度变化的物理量 B.向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小 C.向心加速度大小恒定，方向时刻改变 D.物体做匀速圆周运动时，向心加速度的大小恒定 【参考答案】BD 练一练 物思理 2、向心加速度计算公式： (5条） 1、向心力计算公式：(5条） 物思理 3、质量为m=1kg的物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动的角速度ω=2rad/s,如果物体到转盘圆心的距离为R=0.5m,求物体受到的静摩擦力大小. ω O G N f 练一练 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 物思理 19 物体随盘做匀速圆周运动 4、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O’ O mg T F合 T和mg的合力提供小球做匀速圆周运动所需的向心力 解： θ L 小球做圆周运动的半径 即： R 练一练 物思理 See you later! 物思理 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $