6.2向心力+課件-2024-2025學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

第六章

拋體運動

人教版高中物理必修第二冊2025年春6.2向心力01、向心力02、向心力的大小03、變速圓周運動04、一般曲線運動目錄CONTENTSLOGO學習目標1.知道什么是向心力，理解勻速圓周運動的向心力大小不變，方向總是指向圓心；2.知道向心力的來源；3.要通過對物體做圓周運動的實例進行分析入手，從而認識到：做圓周運動的物體都必須受到指向圓心的力的作用，由此理解向心力的概念；復習回顧01線速度與角速度線速度表示物體沿圓周運動的快慢，方向為切線方向。角速度表示物體繞圓心轉動的快慢，單位為弧度/秒。02周期與頻率周期是物體完成一圈圓周運動所需的時間。頻率是單位時間內物體完成圓周運動的圈數(shù)，與周期互為倒數(shù)。03運動軌跡圓周運動軌跡為圓形，物體沿圓周路徑運動。圓周運動軌跡的半徑是關鍵參數(shù)，決定運動特性。新課導入如圖所示，在繩子的一端拴一個小沙袋，另一端握在手中。將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。換不同質量的沙袋，并改變沙袋轉動的______和繩的_____，感受拉力的特點。速度長度繩子的拉力有什么特點，如果要給繩子拉力取個名字，你覺得叫什么合適？新課導入觀察思考大小相等方向不斷變化線速度勻速圓周運動變速運動一定有加速度合外力不為零那么迫使物體做勻速圓周運動的合力有何特點呢？新課導入觀察思考：一個小球在細線的牽引下，繞光滑桌面上的圖釘做勻速圓周運動。用剪刀將細線剪斷，觀察小球的運動。你認為使小球做圓周運動的力指向何方？新課導入01.向心力

1.定義：做勻速圓周運動的物體一定受到一個指向圓心的合力，這個合力叫做向心力。3.方向：指向圓心(方向時刻變化)，向心力方向與速度方向垂直，是變力。4.作用效果：只改變速度的方向，不改變速度的大小。2.符號：FnOFFFvvvO向心力是根據力的作用效果命名的，并不是一種新的性質的力。新課導入02.向心力的來源一、摩擦力提供向心力mgFNrFf靜轉盤小物塊所受重力、支持力和靜摩擦力三個力的合力充當向心力.小物塊所受靜摩擦力充當向心力新課導入二、支持力提供向心力rmgFf靜OFN滾筒物體所受支持力充當向心力物體所受重力、摩擦力和支持力的合力充當向心力新課導入三、拉力提供向心力

重力和支持力相互平衡，小球所需向心力只能由拉力提供物體所受拉力充當向心力新課導入四、拉力和重力的合力提供向心力OθO'FTmgF合圓錐擺

重力和拉力的合力提供小球所需向心力也可以說成拉力F在水平方向的分力充當向心力F合＝mgtanθ

=

Fn

新課導入五、彈力和重力的合力提供向心力玻璃球所受重力和內壁的支持力的合力充當向心力玻璃球所受內壁支持力在水平方向上的分力充當向心力F合＝Gtan

θ

新課導入2向心力的大小思考：研究向心力的大小與哪些因素有關？實驗器材：繩子、小沙袋實驗步驟：（1）在繩子的一端拴一個小沙袋，另一端握在手中，將手舉過頭頂，使沙袋在水平面內做圓周運動。沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。新課導入（2）保持沙袋轉動的速度和繩的長度不變，改變沙袋的質量，感受向心力的變化。（3）保持繩的長度和沙袋的質量不變，改變沙袋轉動的速度，感受向心力的變化。（4）保持沙袋的質量和沙袋轉動的速度不變，改變繩的長度，感受向心力的變化。

通過上面的實驗，可以知道：做圓周運動的物體所受向心力的大小與物體的質量、速度、軌道半徑等因素有關系。實驗步驟：新課導入設計實驗：實驗思路：(1)質量和角速度不變，改變半徑，比較向心力與

的關系.(2)質量和半徑不變，改變角速度，比較向心力與

的關系.(3)角速度和半徑不變，改變質量，比較向心力與______的關系.2.實驗原理半徑角速度質量角速度ω

：調節(jié)變速塔輪的半徑比，可以獲得不同的角速度比。新課導入

用向心力演示器探究向心力的大小(1)相同角速度ω獲?。浩自谙嗤霃降膱A盤上，(2)n倍數(shù)角速度ω獲?。浩自诎霃奖葹閚：1的圓盤上，(3)相同和不同轉動半徑r獲?。洪L槽內外和短槽外(4)向心力來源：

擋板對小球的壓力(5)向心力比值大小的記錄：標尺上露出的紅白相間等分標記，可以粗略計算向心力的比值.新課導入

數(shù)據分析實驗條件實驗現(xiàn)象實驗結論ωr一定，ma=2mbmω一定，ra=2rbmr一定，2ωa=ωbFa=2FbF∝mFa=2FbF∝r4Fa=FbF∝ω2新課導入實驗結論根據推導向心力的另一表達式：公式：Fn＝mω2rω，R一定，F(xiàn)與m成正比m，R一定，F(xiàn)與ω成正比m，

ω一定，F(xiàn)與R成正比新課導入03.變速圓周運動蕩秋千是小朋友很喜歡的游戲，在秋千向下蕩的過程中，請思考：（1）此時小朋友做的是什么運動？

變速圓周運動仍然適用新課導入aanat加速at——切向加速度，它改變速度的大小。an——向心加速度，它改變速度的方向。

變速圓周運動的受力特點當速度方向與加速度之間夾角是銳角時，做速度增大的圓周運動當速度方向與加速度之間夾角是鈍角時，做速度增大的圓周運動新課導入r1r2研究方法：把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質點經過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進行處理。04一般曲線運動運動軌跡既不是直線，也不是圓周的曲線運動課堂訓練

如圖6.2-16所示，物塊P置于水平轉盤上隨轉盤一起運動，且始終與轉盤相對靜止，圖中c沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說法正確的是(

)圖6.2-16A．當轉盤勻速轉動時，P受摩擦力方向為b方向B．當轉盤加速轉動時，P受摩擦力方向可能為c方向C．當轉盤加速轉動時，P受摩擦力方向可能為a方向D．當轉盤減速轉動時，P受摩擦力方向可能為d方向新課導入解析：做勻速圓周運動的物體，在切向方向受力為零，合力指向圓心，而物塊P的向心力是由摩擦力提供的，所以當轉盤勻速轉動時，P受摩擦力方向為c方向，故A錯誤。當轉盤加速轉動時，物塊P做加速圓周運動，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有沿a方向的切向力，使線速度大小增大，二力的合力為摩擦力，方向可能為b方向，故B、C錯誤。當轉盤減速轉動時，物塊P做減速圓周運動，不僅有沿c方向指向圓心的向心力，還有沿a相反方向的切向力，使線速度大小減小，二力的合力為摩擦力，方向可能為d方向，故D正確。答案：D

新課導入1.如圖所示，一圓盤可繞過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉動，在圓盤上放一小木塊A，它隨圓盤一起做勻速圓周運動，則關于木塊A的受力，下列說法正確的是(

)A.木塊A受重力、支持力和向心力B.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運動方向相反C.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向指向圓心D.木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，靜摩擦力的方向與木塊運動方向相同【答案】C【解析】由于圓盤上的木塊A在豎直方向上沒有加速度，所以，它在豎直方向上受重力和支持力的作用而平衡。而木塊在水平面內做圓周運動，其所需向心力由靜摩擦力提