高中物理 第5章 第6节 向心力课件 新人教版必修2
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新人教版高中物理必修二：5.6向心力2 课件 (共28张PPT)
• 物体半径越大-------向心力越 大
1．探究向心力F与角速度ω的关系 m、r相同，长短槽上小球角速度比为1
比2。
长槽端 角速度1
短槽端 角速度2
在m、r一定时，F向与____________比
向心力演示器 实验步骤： 2．探究向心力F与质量m的关系 r、ω相同，长短槽上小球质量比为1比2。
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 11:12:03 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
问题二、谁担当向心力
圆锥摆
O’
圆锥摆
T
O
G
向心力不是物体另外受到的一个力 向心力按效果命名 重力，拉力，弹力等
是按性质命名的力 O’
O
一、向心力特点： 1、向心力指向圆心，方向不断变化。 2、向心力的作用效果——只改变运
动物体的速度方向， 不改变速度大小。
3．向心力是根据效果命名的力
4．向心力的来源：可以是各种性质的 单个力，也可以是几个力的合力或某个 力的分力。
M=1 ω=1 r=2 V=2
四
M=1 ω=1 r=1 V=1
M=2 ω=2 r=2 V=4
五
M=2 ω=2 r=1
六 V=2
1．探究向心力F与角速度ω的关系 m、r相同，长短槽上小球角速度比为1
比2。
长槽端 角速度1
短槽端 角速度2
在m、r一定时，F向与____________比
向心力演示器 实验步骤： 2．探究向心力F与质量m的关系 r、ω相同，长短槽上小球质量比为1比2。
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 11:12:03 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
问题二、谁担当向心力
圆锥摆
O’
圆锥摆
T
O
G
向心力不是物体另外受到的一个力 向心力按效果命名 重力，拉力，弹力等
是按性质命名的力 O’
O
一、向心力特点： 1、向心力指向圆心，方向不断变化。 2、向心力的作用效果——只改变运
动物体的速度方向， 不改变速度大小。
3．向心力是根据效果命名的力
4．向心力的来源：可以是各种性质的 单个力，也可以是几个力的合力或某个 力的分力。
M=1 ω=1 r=2 V=2
四
M=1 ω=1 r=1 V=1
M=2 ω=2 r=2 V=4
五
M=2 ω=2 r=1
六 V=2
高一物理人教版必修2课件：第5章6 向心力
2．一般曲线运动的处理方法 一般曲线运动，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一
圆弧 小段可看作一小段______ ．圆弧弯曲程度不同，表明它们具有
半径 ．这样，质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周 不同的_____
运动的分析方法进行处理．
[再思考 ] 如图 562所示，荡秋千是小朋友很 喜欢的游戏，当秋千由上向下荡时， (1) 此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变 速圆周运动？ (2)绳子拉力与重力的合力 指向悬挂点吗？
v2 2．根据公式F＝m 和F＝mω2r，请判断向心力究竟与运 r 动半径r成正比还是成反比．
【提示】 当物体的线速度v一定时，向心力与r成反比；
当物体的角速度ω一定时，向心力与r成正比．
第2步结论——自我总结，素能培养 1．向心力的作用效果 由于向心力始终指向圆心，其方向与物体运动方向始终垂 直，故向心力不改变线速度的大小，只改变线速度的方向．
预习完成后，请把你认为难以解决的问题记录在下面的表 格中
问题1 问题2 问题3 问题4
学生分组探究一
向心力的大小、方向和来源
第1步探究——分层设问，破解疑难 1．物体受到的力中的一个力可以作向心力吗？比如重力 可以作向心力吗？
【提示】
可以．比如物体在竖直面内做圆周运动经过最
高点时，若恰好只受到重力作用，则重力作向心力．
2．大小 v2 Fn＝ man＝ m ＝ mω2r＝ mωv. r 对于匀速圆周运动，向心力大小始终不变，但对非匀速圆 周运动 (如用一根绳拴住小球绕固定圆心在竖直平面内做的圆 周运动 )，其向心力大小随速率v的变化而变化，公式表述的只 是瞬时值． 3．方向 无论是否为匀速圆周运动，其向心力总是沿着半径指向圆 心，方向时刻改变，故向心力是变力．
人教版高中物理必修第二册：向心力【精品课件】
F1=
4m 2n2r t2
，钢球所受合力的表达式F2=
mg r h
。下面是一次实验得到的数据，代入上式
计算结果F1= 0.101N，F2= 0.098 N，图中细线与竖直方向的夹角θ 比较小，可认为tan
θ=sin θ。（g取9.80 m/s2，π2≈9.86，计算结果保留三位小数）
m/kg
r/m
n/转
Fn=mvr 2 Fn=m ω2r Fn =m4Tπ22r
4、变速圆周运动中的合力并非向心力
在匀速圆周运动中合力充当向心力
当堂检测
1.如图所示是游乐园转盘游戏，游客坐在匀速转动的水平转盘上，与转盘相对静止，关于他 们的受力情况和运动趋势，下列说法中正确的是（ C ） A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态 B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用 C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心 D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反
3.［多选］如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有
两个小球A和B紧贴内壁，且A球的质量为B球的2倍，分别在如图所示的水平面内做匀速
圆周运动，则（ AB ）
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度小于B球的角速度
C.A球运动周期小于B球运动周期
D.A球对筒壁的压力小于B球对筒壁的压力
，由于mA=2mB，则知FA=2FB，根据牛顿第三定律得，小球对
筒壁的压力F′A=2F′B。
4.［多选］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。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ BC ）
A.物体所受弹力增大，摩擦力增大 B.物体所受弹力增大，摩擦力不变 C.物体所受弹力和加速度都增大 D.物体所受弹力增大，摩擦力减小
高中物理(新人教版)必修第二册：向心力【精品课件】
2.向心力的特点 （1）向心力方向时刻发生变化（始终指向圆心且与
v
速度方向垂直）。
F OF
F v
（2）向心力的作用：只改变线速度的方向不改变速
度大小。 （3）力是矢量，向心力的方向时刻发生改变，所以
v
向心力是变力。
一、向心力 2.向心力的特点
那么向心力是怎样产生的他是物体受到的吗？
rO ω
（4）向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样作为具有某种性质的力来命名的。 （5）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。
2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体，
物体随圆筒一起转动，物体所需的向心力由下面哪个力
来提供( B )
A.重力
B.弹力
C.静摩擦力
D.滑动摩擦力
3.如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它 与圆筒的摩擦因数为μ，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 1.变速圆周运动的受力特点
F Fn
同时具有向心加速度和切向加速度的 圆周运动就是变速圆周运动 ，匀速 圆周运动切向加速度为零。
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？
三、变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 2.一般曲线运动的受力特点
向心力
学习目标
1．知道向心力，通过实例认识向心力的作用及向心力的来源 。 2．通过实验，理解向心力的大小与哪些因素有关，能运用向 心力公式进行计算。 3．知道向心加速度及其公式，能用牛顿第二定律分析匀速圆 周运动的向心力和向心加速度。
新课导入
(完整版)人教版高中物理必修二第五章曲线运动教材分析课件(共51张PPT)
26
第1节 曲线运动
曲线运动的概念；曲线运动的方向；曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船＞v水 3.若v船＜v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时，
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤，减小台阶，降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量（长度一样）。
2.将vA的起点移到B，并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点， vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度，Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
－θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA＝v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意：1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
第1节 曲线运动
曲线运动的概念；曲线运动的方向；曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船＞v水 3.若v船＜v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时，
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤，减小台阶，降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量（长度一样）。
2.将vA的起点移到B，并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点， vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度，Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
－θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA＝v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意：1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础，这里又作 了进一步强化
新人教版高中物理必修二课件：5.6《向心力》 (共12张PPT)
(1)切线方向的分力改变速度的大小
(2)法向(指向圆心方向)的合力改 变速度的方向，这个方向的合 力才是向心力
2.变速率圆周运动的合外力并 不指向圆心，即不是向心力；而 沿半径指向圆心方向的合力才是 向心力。
（四）关于向心力的说明：
(1)任何一个曲线运动的法向加速都 可以看成是向心加速度 (2)法向合力仍满足向心力公式， 就是半径为该点的曲线半径。
•
（三）向心力表达式的验证（传感器）：
v2 Fn m r 1.实验目的：
Fn mr2
① 验证向心力与速度平方成正比
② 验证向心力与角速度平方成正比
③ 验证在线速度一定的情况下，半径越大 需要的向心力越小
④ 验证在角速度一定的情况下，半径越大 需要的向心力越大
2.实验原理：
① 如果在控制质量与半 径不变，测定在不同速 度下的向心力，画出Fn 与v2的图象，如果是通过 原点的直线，则向心力 正比于速度的平方。
3.实验结果：
① 向心力与速度的平方成正比； ② 向心力与角速度的平方成正比； ③ 在线速度不变的情况下半径越大，
需要的向心力越小； ④ 在角速度不变的情况下，半径越大，
需要的向心力越大。
（四）关于向心力的说明：
Fn
Fn
1.向心力可能是某一个力，也 可能是几个力的合力，也可以是 某个力的分力。
（四）关于向心力的说明：
3.任何曲线运动的一小段均可以近 似为一小段圆弧，但在不同地方曲线 半径可能不同。因此，曲线运动也可 以用圆周运动来处理。
（一）观察与思考
（一）观察与思考
（二）向心力的大小
匀速圆周运动
向心加速度
根据牛顿第二定律
指向圆心的合力
向心力
(2)法向(指向圆心方向)的合力改 变速度的方向，这个方向的合 力才是向心力
2.变速率圆周运动的合外力并 不指向圆心，即不是向心力；而 沿半径指向圆心方向的合力才是 向心力。
（四）关于向心力的说明：
(1)任何一个曲线运动的法向加速都 可以看成是向心加速度 (2)法向合力仍满足向心力公式， 就是半径为该点的曲线半径。
•
（三）向心力表达式的验证（传感器）：
v2 Fn m r 1.实验目的：
Fn mr2
① 验证向心力与速度平方成正比
② 验证向心力与角速度平方成正比
③ 验证在线速度一定的情况下，半径越大 需要的向心力越小
④ 验证在角速度一定的情况下，半径越大 需要的向心力越大
2.实验原理：
① 如果在控制质量与半 径不变，测定在不同速 度下的向心力，画出Fn 与v2的图象，如果是通过 原点的直线，则向心力 正比于速度的平方。
3.实验结果：
① 向心力与速度的平方成正比； ② 向心力与角速度的平方成正比； ③ 在线速度不变的情况下半径越大，
需要的向心力越小； ④ 在角速度不变的情况下，半径越大，
需要的向心力越大。
（四）关于向心力的说明：
Fn
Fn
1.向心力可能是某一个力，也 可能是几个力的合力，也可以是 某个力的分力。
（四）关于向心力的说明：
3.任何曲线运动的一小段均可以近 似为一小段圆弧，但在不同地方曲线 半径可能不同。因此，曲线运动也可 以用圆周运动来处理。
（一）观察与思考
（一）观察与思考
（二）向心力的大小
匀速圆周运动
向心加速度
根据牛顿第二定律
指向圆心的合力
向心力
物理必修2人教版 5.6向心力 (共29张PPT)(完美版下载)
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
FN
O
F静
2N G
五、一般曲线运动：
运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线
运动，可以称为一般曲线运动。
r2 rr11
问题讨论:一 般曲线运动各 个地方的弯曲 程度不一样， 如何研究？
处理方法----把曲线分割为许多极短的小段,每小 段都看作一小段圆弧.它们具有不同的曲率半径. 在分析质点在某位置的运动时可采用分析圆周运 动的方法进行处理.即向心力的公式仍然适用。
圆心方向的合力即向心力
二、变速圆周运动和一般的曲线运动
1.回顾
只加速
v
a
只减速
a
v
v
an
只改变速度方向
2.思考
为什么变速速圆周运动的速度大小时刻改变， 速度方向时刻改变？
Ft
F
Fn
O
Fn
an 改变速度的方向
a起着改变速
度大小、方
Ft
at
改变速度的大小
向的作用
随堂练习
1、用细线拴柱一球做匀速圆周运动，下列说法中 正确的是（ ） A.在线速度一定情况下，线越长越易断 B.在线速度一定情况下，线越短越易断 C.在角速度一定情况下，线越长越易断 D.在角速度一定情况下，线越短越易断
5.7 向心力
向心加速度
知识回顾
1. 向心加速度：作圆周运动的物体具有的总 是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度。
2. 向心加速度的方向：指向圆心，时刻变化。
3. 向心加速度大小：
a r 2 或
a v2 r
小
新人教版物理 必修2 5.6向心力课件 (共21张PPT)
圆 度方向。
周
运 动
指向圆心的分力Fn产生的 加速度就是向心加速度。它
只改变速度方向，不改变速
度大小。
Ft F
Fn OO
仅有向心加速度的运动是匀速圆周运动。同时 具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速 圆周运动。
一 般 的 曲 线 运 动
研究一般的曲线运动，可以把这条曲线分 割成许多很短的小段，质点在每小段的运动都 可以看作是圆周运动的部分。
所受的合外力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力不变
学生展示
如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮
块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为μ，
现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？
（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
解析：小橡皮受力分析如图
。 小橡皮恰不下落时，有：
Ff=mg
其中：Ff=μFN 而由向心力公式：
第五章 曲线运动
5.6 向心力
1、如何理解匀速圆周运动是一种变速运动？
向 心
r 2
加
速 度
v2 r
an
4 2r
T2
公
式
4 2n2r
向 心 力
V
把向心加速度的表达式代入牛顿第二定律， 可得：
Fn
m
v2 r
Fn Hale Waihona Puke 2rF 人造卫星绕地球运行
1.定义：做匀速圆周运动的物体所受到
向
的指向圆心的合外力，叫向心力。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about. 。2021年3月6日星期六下午2时40分43秒14:40:4321.3.6 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月下午2时40分21.3.614:40March 6, 2021 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年3月6日星期六2时40分43秒14:40:436 March 2021
新人教版物理 必修2 5.6向心力PPT (共26张PPT)
F合＝man
式 的
an
=
v2 r
验
证
Fn=m
v2 r
Fn=mω2r
能否利用实验粗 略地验证向心力
的表达式？
●用圆锥摆粗略验证
1、实验的基本原理？
从运动学的角度求得Fn ；从 受力的角度求得F合 ； 将Fn 和F合 进行比较
2、实验需要的器材？
O
小球所需
l FT
θ
h 向Fn心=m力vr2
r F合 O'
来
F引
源
O
的
分
析
F合＝F引 ＝Fn
在匀速圆周运动中，合力提供向心力
向
心
受力分析
提供向心力
力
来
源 的
FN Ff
O
Ff
分
mg
析
FN mg
O
FN+mg
向
心
力
来
源
的
分
T
析
F合
G
说 明 1、向心力是按照效果命名的力，并不是物体额
外受到的一个力；受力分析时, 不能多出一个向 心力。
2、向心力的来源：物体所受的合力提供了物体
钢球、细线、画有同心圆的 白纸、天平、秒表、直尺
G F合＝mgtanθ
3、实验需要测量的数据有哪些？如何测量？
m、r、转n圈所用时间t、h
注
意 事
1、h 并不等于纸面距 悬点的高度
项
2、小球与纸面不能接触
3、测 t 时不能太久
O θ
l h
r
O'
4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动
做变速圆周运动的物体所受的力—链球运动
高中物理 第五章 第6节 向心力讲义(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理教案
向心力一、向心力┄┄┄┄┄┄┄┄①1．定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力。
2．方向：始终指向圆心，与线速度方向垂直。
3．公式：F n ＝m v 2r 或F n ＝mω2r 或F n ＝m 4π2T2r 。
4．来源：(1)向心力是按照力的作用效果命名的。
(2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受外力的合力，也可能是某个力的分力。
5．作用：产生向心加速度，改变线速度的方向。
[说明]根据向心加速度的表达式a n ＝v 2r ＝ω2r ＝4π2T2r ＝4π2n 2r ＝ωv ，结合牛顿第二定律F n ＝ma n 就可得到向心力表达式。
①[判一判]1．向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新力(×) 2．向心力的方向时刻指向圆心，方向不断变化(√) 3．做圆周运动的物体其向心力大小不变，方向时刻变化(×) 4．向心力既可以改变速度的大小，也可以改变速度的方向(×) 5．物体做圆周运动的速度越大，向心力一定越大(×) 二、变速圆周运动和一般的曲线运动┄┄┄┄┄┄┄┄②1．变速圆周运动：线速度大小发生变化的圆周运动，做变速圆周运动的物体同时具有向心加速度和切向加速度。
2．一般的曲线运动(1)定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动。
(2)研究方法：将一般的曲线运动分成许多很短的小段，质点在每一小段的运动都可以看做圆周运动的一部分。
[说明]对于变速圆周运动，F n ＝m v 2r ＝mω2r ，a n ＝v 2r＝ω2r 仍可用。
②[填一填]荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千向下荡时， (1)小朋友做的是________运动； (2)绳子拉力与重力的合力指向悬挂点吗？________________________________________________________________________ 解析：(1)秋千荡下时，速度越来越大，做的是变速圆周运动。
必修2 之 第五章曲线运动 第6节：向心力
温故知新
• 复习所学，回答提问：
• 1、向心加速度的方向？
• 2、向心加速度公式？
• 3、向心加速度产生的原因？
第五章 曲线运动
----第6节 向心力
第6节 向心力
• 学习目标
• 2、向心力的来源；
• 关键术语
• 1、向心力表达式； • 向心力； • 3、分析向心力。
阅读“向心力”，回答问 题。 • 1、什么叫向心力？
• 2、当F合与半径有夹角时， F合产生哪些 效果？ • 什么是切向力？什么是向心力？ • 3、什么是切线加速度？什么是向心加速 度？ • 4、一般曲线运动的处理方法是什么？
• 2、推导向心力表达式？
阅读“实验”及其后一段 话，回答问题。
• 1、向心力是不是物体实际受 到的力？ • 2、向心力的来源？ • 3、怎样分析物体的向心力?
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
摩托车
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑冰
阅读“变速圆周运动和一般 曲线运动”，回答问题。
• 1、物体做加速运动时，F合是否指向圆心？
• 复习所学，回答提问：
• 1、向心加速度的方向？
• 2、向心加速度公式？
• 3、向心加速度产生的原因？
第五章 曲线运动
----第6节 向心力
第6节 向心力
• 学习目标
• 2、向心力的来源；
• 关键术语
• 1、向心力表达式； • 向心力； • 3、分析向心力。
阅读“向心力”，回答问 题。 • 1、什么叫向心力？
• 2、当F合与半径有夹角时， F合产生哪些 效果？ • 什么是切向力？什么是向心力？ • 3、什么是切线加速度？什么是向心加速 度？ • 4、一般曲线运动的处理方法是什么？
• 2、推导向心力表达式？
阅读“实验”及其后一段 话，回答问题。
• 1、向心力是不是物体实际受 到的力？ • 2、向心力的来源？ • 3、怎样分析物体的向心力?
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
寻找向心力
摩托车
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ滑冰
阅读“变速圆周运动和一般 曲线运动”，回答问题。
• 1、物体做加速运动时，F合是否指向圆心？
第5章 第6节 向心力—2019-2020人教版高中物理必修二课件(共46张PPT)
(2)跟圆周切线垂直而指向圆心的分力 Fn，只改变线速度的方向，产生 __向__心____加速度。
2．一般的曲线运动的处理方法
物
一般的曲线运动中，可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看作
理
必 修 ②
一小段___圆__弧___，研究质点在这一小段的运动时，可以采用__圆__周__运__动____的处
人 教
理方法进行处理。
版
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第五章 曲线运动
辨析思考
『判一判』
(1)匀速圆周运动的向心力是恒力。
(2)匀速圆周运动的合力就等于向心力。
(3)所有圆周运动的合力都等于向心力。
(4)向心力和重力、弹力一样，是性质力。
物
(5)向心力的作用是改变物体的速度，产生向心加速度。
理
必
修
②
人 教 版
( ×) ( √) ( ×) ( ×) ( √)
物 理 必 修 ② 人 教 版
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·
第五章 曲线运动
『想一想』 链球运动员投掷时可以通过抡绳子来调节链球速度的大小(如图)。这给我 们带来疑问：难道向心力可以改变速度的大小吗？这到底是什么原因呢？
·
物
理
必 修
解析：不能。绳子对链球的拉力沿运动方向的分量改变速度大小。
②
人 教 版
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第五章 曲线运动
第五章 曲线运动
5．向心力来源的实例分析
向心力来源
实例分析
重力提供 向心力
如图所示，用细绳拴住小球在竖直平面内转动，当它 经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则此时向心力 由重力提供
弹力提供 如图所示，用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀
高一物理人教必修2课件：第五章第6节向心力
(多选)如图所示，一小球用细绳悬挂于 O 点，将其拉 离竖直位置一个角度后释放，则小球以 O 点为圆心做圆周运 动，运动中小球所需的向心力是( ) A．绳的拉力 B．重力和绳拉力的合力 C．重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力 D．绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
[解析] 如图所示，对小球进行受力分析，它受 重力和绳子拉力的作用，向心力是指向圆心方 向的合力．因此，可以说是小球所受合力沿绳 方向的分力，也可以说是各力沿绳方向的分力 的合力，选项 C、D 正确． [答案] CD
(2)由牛顿第二定律得 mgtan α＝mrv2 由几何关系得 r＝Lsin α 所以，小球做匀速圆周运动的线速度的大小为
v＝ gLtan α·sin α. (3)小球运动的角速度
ω＝vr ＝
gLtan α·sin Lsin α
α＝
g Lcos α
小球运动的周期 T＝2ωπ＝2π
Lcos α g.
[答案]
mg (1)cos α
(2) gLtan α·sin α
(3)
g Lcos α 2π
Lcos α g
圆锥摆模型问题的特点 (1)物体只受重力和弹力两个力作用． (2)物体在水平面内做匀速圆周运动． (3)在竖直方向上重力与弹力的竖直分力大小相等． (4)在水平方向上弹力的水平分力提供向心力．
(4)列方程：沿半径方向满足 F 合＝mvr2＝mω2r，垂直半径方 向合力为零； (5)解方程求出结果．
长为 L 的细绳，一端拴一质量为 m 的 小球，另一端固定于 O 点，让其在水平面内 做匀速圆周运动(圆锥摆)，摆线 L 与竖直方 向的夹角为 α，求： (1)细线的拉力 F； (2)小球运动的线速度的大小； (3)小球运动的角速度及周期．
优高中物理人教版必修2 第五章第6节向心力 课件.ppt
v2
3．公式：Fn＝ m r 或 Fn＝mω2r .
4．向心力的来源 (1)向心力是按照力的效果命名的，使物体受到 指向圆心 的力均可称作向心力． (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力的合力 ，也可 能是某个力的分力．
二、实验验证
1．装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个 水平面内做匀速圆周运动，组成一个圆锥摆且θ很小，如图所示．
(2)变速圆周运动的合外力一般不指向圆心，合外力沿半径指 向圆心的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度大 小，从做曲线运动的条件可知，变速圆周运动中物体所受的合力 方向与速度方向一定不垂直，当物体受到的合力与瞬时速度之间 的夹角是锐角时，速率增大，当物体受到的合力与速度之间的夹 角是钝角时，速率减小．
例如：用一细线系一小球在竖直平面内做变速圆周运动，在向 下加速运动过程的某一位置A和向上减速运动过程的某一位置B， 小球的受力情况如图所示．
比较可知，匀速圆周运动和变速圆周运动受力情况的不同是： 匀速圆周运动中，合力全部用来提供向心力，合力指向圆心；变 速圆周运动中，合力沿着半径方向的分量提供向心力，合力不一 定指向圆心．
2. 匀速圆周运动的性质
(1)线速度仅大小不变而方向时刻改变，是变速运动． (2)向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变，是非匀变速曲 线运动．
(3)匀速圆周运动具有周期性，即每经过一个周期运动物体都要 重新回到原来的位置，其运动状态(如v、a大小及方向)也要重复原 来的情况．
(4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力大小恒定，方向总是 沿半径指向圆心，方向时刻改变．
4．结论：代入数据后比较计算出的向心力 Fn 和钢球所受合力 F 的大小，即可得出结论： 钢 球 需 要 的 向心力 等 于 钢 球 所 受 力 的 合力 ．
3．公式：Fn＝ m r 或 Fn＝mω2r .
4．向心力的来源 (1)向心力是按照力的效果命名的，使物体受到 指向圆心 的力均可称作向心力． (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力的合力 ，也可 能是某个力的分力．
二、实验验证
1．装置：细线下面悬挂一个钢球，用手带动钢球使它在某个 水平面内做匀速圆周运动，组成一个圆锥摆且θ很小，如图所示．
(2)变速圆周运动的合外力一般不指向圆心，合外力沿半径指 向圆心的分力提供向心力，合外力沿切线方向的分力改变速度大 小，从做曲线运动的条件可知，变速圆周运动中物体所受的合力 方向与速度方向一定不垂直，当物体受到的合力与瞬时速度之间 的夹角是锐角时，速率增大，当物体受到的合力与速度之间的夹 角是钝角时，速率减小．
例如：用一细线系一小球在竖直平面内做变速圆周运动，在向 下加速运动过程的某一位置A和向上减速运动过程的某一位置B， 小球的受力情况如图所示．
比较可知，匀速圆周运动和变速圆周运动受力情况的不同是： 匀速圆周运动中，合力全部用来提供向心力，合力指向圆心；变 速圆周运动中，合力沿着半径方向的分量提供向心力，合力不一 定指向圆心．
2. 匀速圆周运动的性质
(1)线速度仅大小不变而方向时刻改变，是变速运动． (2)向心加速度仅大小恒定而方向时刻改变，是非匀变速曲 线运动．
(3)匀速圆周运动具有周期性，即每经过一个周期运动物体都要 重新回到原来的位置，其运动状态(如v、a大小及方向)也要重复原 来的情况．
(4)做匀速圆周运动的物体所受外力的合力大小恒定，方向总是 沿半径指向圆心，方向时刻改变．
4．结论：代入数据后比较计算出的向心力 Fn 和钢球所受合力 F 的大小，即可得出结论： 钢 球 需 要 的 向心力 等 于 钢 球 所 受 力 的 合力 ．
人教版高中物理必修二第五章第六节向心力课件 (共59张PPT)
【典例 3】 一般的曲线运动可以分成很多小段，每 小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一 系列不同半径的小圆弧来代替．如图甲所示，曲线上 A 点的曲率圆定义为：通过 A 点和曲线上紧邻 A 点两侧的 两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作 A 点的曲率 圆，其半径 ρ 叫作 A 点的曲率半径．现将一物体沿与水 平面成 α 角的方向以速度 v0 抛出，如图乙所示．则在其 轨迹最高点 P 处的曲率半径是( )
1．有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁”，杂技演 员骑摩托车先在如图所示的大型圆筒底部 做速度较小、半径较小的圆周运动，通过 逐步加速，圆周运动的半径逐步增大，最后 能以较大的速度在竖直的壁上做匀速圆周运 动，这时使车子和人整体做匀速圆周运动的向心力是 ( )
A．圆筒壁对车的静摩擦力 B．筒壁对车的弹力 C．摩托车本身的动力 D．重力和摩擦力的合力
提示： 钢球在水平面内做圆周运动， 其受力如图所示， 重力 mg 和拉力 FT 的合力提供向心力，Fn＝mgtan θ.
1．向心力的特点． (1)方向：方向时刻在变化，始终指向圆心，与线速 度的方向垂直．
2 v2 4 π (2)大小：Fn＝m r ＝mrω2＝mωv＝m 2 r，在匀速圆 T
周运动中，向心力大小不变；在非匀速圆周运动中，其 大小随速率 v 的变化而变化．
v22 g2＋ R v22 2 － g R
v2 B．m R D．mg
解析： 飞机的受力情况如图所示． 飞机受到重力 mg、 空气对飞机的作用力 F，两力的合力 F 合提供向心力，方 向沿水平方向指向圆心，重力 mg 与 F
合垂直，故
F＝
2 v （mg）2＋F2 合，又 F 合＝m ，则 F＝m R
绳与竖直方向的夹角小，选项 C 错误；
人教版高中物理必修2课件 第五章 6向心力
竖直轴转动，在圆盘上放一小木块 A，它随圆盘一起运动 —— 做匀速圆周运动，则关于木块 A的受力，下列说法中正确的是 ( ) A.木块A受重力、支持力和向心力
B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块
运动方向相反 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运 图2 动方向相同
答案
2.一般的曲线运动的处理方法：可以把曲线分割成许多很短的 小段，每一小段可看做一小段 圆弧 运动时，可以采用 圆周运动 ，研究质点在这一小段的 的处理方法进行处理.
答案
【深度思考】
如图6所示，荡秋千是小朋友很喜欢的游戏，当秋千向下荡时， 试求： (1)此时小朋友做的是匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 答案 变速圆周运动
总结提 解析答 返回
二、圆周运动中的动力学问题 知识梳理
解决圆周运动的一般步骤： (1) 明确研究对象：如果涉及两个或两个以上的物体时，首先得
明确研究对象，这是研究问题的关键.
(2) 运动情况分析：确定圆周运动的轨道平面和圆心位置，分析 物体做圆周运动的半径r和涉及的物理量v、ω或T. (3) 受力分析：对物体进行受力分析，找出沿着轨道半径方向的 力(包括某些力在该方向上的分力)，它或它们的合力充当向心力.
D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定全部提供向心力
解析答
1 2 3 4
2. (向心力的来源)(多选)如图8所示，一小球用细绳悬挂于O点， 将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球以O点为圆心做圆周 运动，运动中小球所需的向心力是( A.绳的拉力 )
B.重力和绳拉力的合力
水平面成 α 角的方向以速度 v0 抛出，如图乙所示，则在其轨迹
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一般圆周运动向心力的分析
典型 例题
例4
如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水
平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、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（ ）
A.球A的线速度必大于球B的线速度
B.球A的角速度必小于球B的角速度
C.球A的运动周期必小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力
一、向心力
提出问题
1.我们研究一个力时，除了要知道它的方向，还要知道它的大小， 向心力的大小与哪些量有关呢？
典型 例1 下列关于向心力的说法正确的是（ ） 例题 A.向心力不改变做圆周运动物体速度的大小
B.做匀速圆周运动的物体受到的向心力即为物体受到的合力 C.做匀速圆周运动的物体的向心力是不变的 D.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力 解析：向心力始终与物体速度垂直，它不改变速度大小，只改 变速度的方向，A对。做匀速圆周运动物体的合外力始终指向圆 心，等于向心力，B对。做匀速圆周运动物体的向心力大小不变， 方向时刻改变，为变力，C错。物体因向心力的作用才做匀速圆 周运动，D错。 答案：AB
巩固练习
2.如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速 转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服（ B ） A.受到四个力的作用 B.所需的向心力由支持力提供 C.所需的向心力由重力提供 D.所需的向心力由静摩擦力提供
巩固练习
3.一个做匀速圆周运动的物体若保持其半径不变，角速 度增加为原来的2倍时，所需的向心力比原来增加了60 N， 物体原来所需的向心力是 N。（20）
一、向心力
提出问题
2.向心力的大小与什么因素有关？请你结合已知的向心加速度和牛 顿第二定律知识，探究做匀速圆周运动的向心力公式？
说明：
（1）匀速圆周运动的物体所受向心力大小不变，方向 不断改变，始终指向圆心，故匀速圆周运动为变加速 运动。 （2）匀速圆周运动的物体所受向心力由物体的合外力 提供。
第6节
向心力
学习目标：
1.理解向心力的概念。 2.知道向心力大小与哪些因素有关。理解公式的确切含义，并能用 来进行计算。 3.知道在变速圆周运动中，可用上述公式求质点在某一点的向心力 和向心加速度。
重点难点
重点 理解向心力的概念和公式的建立。 理解向心力的公式， 并能用来进行计算。 理解向心力只改变速度的方向， 不改变速度的大小。 难点 理解向心力的概念和公式的建立。 理解向心力只改变 速度的方向，不改变速度的大小。
运动），如图所示。当摆线L与竖直方向
的夹角是α时，求：
（1）线的拉力F；
（2）小球运动的线速度的大小；
（3）小球运动的角速度及周期。
•
解题规律总结：分析圆周运动问题的一般方法： ①确定做圆周运动物体的研究对象。 ②确定物体圆周运动的轨道平面、圆心、半径及轨道。 ③按通常的方法，对研究对象进行受力分析，从中确定出哪 些力起到了向心力作用，即组成向心力。 ④选用合适的向心力公式，建立方程来求解，有些问题需运 用几何知识建立辅助方程来帮助求解。
一、向心力
提出问题
1.钢球在水平面内做匀速圆周运动，是什么力使钢球做圆周运动？ 这个力的方向怎样？ 结论:（1）绳的拉力方向始终指向圆心，提供向心力。 （2）向心力：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的合力叫做 向心力。 由牛顿第二定律F＝ma知：物体的加速度不为零，则所受的作用力 必不为零。 （3）匀速圆周运动的向心力方向：指向圆心，同向心加速度方向 相同。
解析：由于圆盘上的木块A在竖直方向上没有加速度， 所以，它在竖直方向上受重力和支持力作用而平衡，而 木块在水平面内做匀速圆周运动，其所需向心力由静摩 擦力提供，且静摩擦力的方向指向圆心O，选项C正确 。
答案：C
典型 例题
例3
长为L的细线，拴一质量为m的小球，
一端固定于O点，让其在水平面内做和一般曲线运动
提出问题
1.变速圆周运动的向心力
•
典型 例题
例5
如图所示，一小球用细绳悬挂于O点，
将其拉离竖直位置一个角度后释放，则小球
以O点为圆心做圆周运动，运动中小球所需
向心力是（ ）
A.绳的拉力
B.重力和绳拉力的合力
C.重力和绳拉力的合力沿绳方向的分力
D.绳的拉力和重力沿绳方向分力的合力
解析：如图所示，对小球进行受力分析，它 受重力和绳子拉力作用，向心力是指向圆心 方向的合外力。因此，它可以是小球所受合 外力沿绳方向的分力，也可以是各力沿绳方 向的分力的合力，选C、D。 答案：CD
典型 例题
•
巩固练习
1.如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑桌面上绕 绳的另一端O做匀速圆周运动，关于小球的受力情况，下 列说法中正确的是（ C ） A.受重力、支持力和向心力的作用 B.受重力、支持力、拉力和向心力的作用 C.受重力、支持力和拉力的作用 D.受重力和支持力的作用
典型 例2 一圆盘可绕通过圆盘的中心O且垂直于盘面 例题
的竖直轴转动，在圆盘上放置一小木块A，它随 圆盘一起运动——做匀速圆周运动，如图所示， 则关于木块A的受力，下列说法正确的是（ ） A.木块A受重力、支持力和向心力 B.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动 方向相反 C.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向指向圆心 D.木块A受重力、支持力和静摩擦力，摩擦力的方向与木块运动 方向相同