3.2科学探究：向心力 课件-2026-2027学年高一下学期物理鲁科版必修第二册

这是一份高中物理同步教学课件，围绕“3.2 科学探究：向心力”展开，涵盖向心力的定义、方向、来源，实验探究影响因素（用向心力演示器，控制变量法），向心加速度公式及应用，辅以例题、迁移练习、课堂小结和拓展思考。 资料特色鲜明，以科学探究为主线，通过小球受力分析、人造卫星运行等实例建构物理模型，用控制变量法探究F与m、r、ω的关系，培养科学思维与探究能力。理论联系实际，如飞行员转弯问题，提升物理观念应用，拓展思考非匀速圆周运动等，助力学生深化理解，为教师教学提供系统支持。

3.2 科学探究：向心力 第三章 圆周运动 3.2 科学探究：向心力 第三章 圆周运动 平阴一中 贺立玲 G N F 小球受力分析： O N与G平衡，F为合力 绳子对球的拉力F，总是指向圆心，使球速度方向不断改变 合力 做一做：手按绳子一端让小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 3 1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力 始终指向圆心 一、向心力 3.作用效果：只改变速度方向 2.方向： 总是与v垂直 向心力是变力 向心力不做功，不改变速度大小 O F F F v v v O 向心力是根据力的作用效果来命名的， 是由物体受到的某些力来充当的， 受力分析时不能把向心力当作一个新的力 思考：向心力是物体受到的另一种性质的力吗？ 【思考+讨论】：几种匀速圆周动实例的向心力来源 下列做物体所需要的向心力由什么力来提供？ zxxk 静摩擦力提供向心力 拉力的水平分力提供向心力 向心力由重力和支持力的合力提供 绳拉力提供向心力 B ω 筒壁的支持力提供向心力 物块随圆盘一起转动 在杯壁上转动的小球 绳拉小球在水平面内转动 物块贴在竖直桶壁内 作匀速圆周运动 4.向心力来源： 做匀速圆周运动的物体，需要一个总是指向圆心的向心力，由物体所受的合力来提供 在各种匀速圆周实运动例中，向心力也可能是某一个力，也可能是某一个力的一个分力 v F v F v F 人 造 卫 星 绕 地 球 运 行 演示实验： 向心力大小可能与哪些因素有关？ 转动半径r、 转动角速度ω、 小球质量m、 小质量物体做匀速圆周运动， 半径逐渐增大，可拉起大质量物体 猜想： 二、向心力的大小 做一做： 体验小球的角速度大小对向心力的影响 影响向心力大小的因素: 1、实验器材： 向心力演示器、 三个等大的小球（m1=m2=2m3) （1）匀速转动手柄，长槽、短槽、 小球随同侧塔轮做角速度相等的匀速圆周运动 （想一想：为什么？） （2）挡板对小球的压力提供小球所需向心力 （3）套筒里标尺上露出的红白相间的格数即表示向心力的大小 （4）由皮带传动的两塔轮，轮边缘上各点线速度大小相等，两轮角速度跟轮半径成反比 2、实验原理： 三.实验探究：影响向心力大小的因素 3、实验方法: 控制变量法 （1）探究F与m的关系 （3）探究F与ω 的关系 （2）探究F与r的关系 F向∝m 结论： 4、实验过程: r1=r2、ω1=ω2 m1=m2、ω1=ω2 m1>m2 r1>r2 F向∝r m1=m2、r1=r2 ω1>ω2 F1∝ω? ω2? 三.实验探究：影响向心力大小的因素 实验结论: 物体做匀速圆周运动时， 需要的向心力 F = mrω2 三.实验探究：影响向心力大小的因素 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 1、定义：向心力产生的加速度 2、公式： 3、方向：始终指向圆心 5、注意:匀速圆周运动加速度的大小不变，方向时刻改变， 匀速圆周运动不是匀变速运动，是变加速曲线运动 4、物理意义： 描述速度方向变化的快慢 四.向心加速度a向 例题（课本64页） 一般飞行员能承受的最大向心加速度的大小约为6g。在飞行表演中，飞机某次水平转弯时，可视为在水平面内做匀速圆周运动。若飞机以150m/s的速度飞行，飞机水平转弯半径至少为多少？（取重力加速度g=9.8m/s2） 五.学以致用（理论联系实际） 解： 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 向心加速度由向心力产生。下面请分析解决涉及圆周运动的一些动力学问题。如图，若水平圆台转动的角速度ω=0.6rad/s，质量为30kg的小孩坐在距离轴心1m处随圆台一起转动。小孩的向心加速度为多大？小孩受到的静摩擦力为多大？（讨论交流） 迁移（课本65页） 五.学以致用（理论联系实际） 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 课 堂 小 结 一、 向心力： ⑴ 大小： ⑵ 方向： 沿半径指向圆心,是变力 ⑶ 特点： F ⊥v , 方向不断变化 ⑷ 来源： 重力/弹力/摩擦力/某个力的分力 F=m v2 r F=mrω2 二、 向心加速度: ⑴ 大小: a = rω2 或 ⑵ 方向: 沿半径指向圆心，方向不断变化，是变加速运动。 ⑶ 物理意义: 表示速度方向变化快慢的物理量。 a= v2 r F=ma向 拓展1：思考与交流： 物体做匀速圆周运动时，向心力必是合力。 物体做非匀速圆周运动时，向心力是合力吗？ O v v v O 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 拓展2：思考与讨论 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 扩展练习1 如图，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们（ ） A．周期相同 B．线速度的大小相等 C．细线的拉力大小相等 D．向心加速度的大小相等 扩展练习2 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（ ） A、A球的角速度必小于B球的角速度 B、A球的线速度必小于B球的线速度 C、A球运动的周期必大于B球运动的周期 D、A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力 本节课到此结束，感谢您的指导！ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 $