高中物理《向心力》学案4 新人教版必修2

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高中物理5.7 向心力教案(新人教版必修2)

第五章曲线运动5.7 向心力★教学目标(一)知识与技能1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力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.结合向心力理解向心加速度4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系(二)过程与方法5.从受力分析来理解向心加速度，加深对牛顿定律的理解。

6.通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并理解公式的含义。

7.经历从匀速圆周运动到变速圆周运动再到一般曲线运动的研究过程，让学生领会解决问题从特殊到一般的思维方法。

并学会用运动和力的观点分析、解决问题。

(三)情感态度与价值观8.通过亲身的探究活动，使学生获得成功的乐趣，培养学生参与物理活动的兴趣。

9.经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的能力。

10.实例、实验紧密联系生活，拉近科学与学生的距离，使学生感到科学就在身边，调动学生学习的积极性，培养学生的学习兴趣。

★教学重点1.理解向心力的概念和公式的建立。

2.理解向心力只改变速度的方向，不改变速度的大小。

3.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

★教学难点1.理解向心力的概念和公式的建立。

2.运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。

★教学过程一、引入师：同学们，在上节课的学习中，我们单纯从运动学角度用公式t v v a t 0-=对匀速圆周运动的加速度进行了研究，得到的结论是：匀速圆周运动的加速度大小为v a R a Rv a ωω===或或22，方向总是与速度方向垂直，始终指向圆心。

于是我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加速度。

师：今天我们将结合物体受力从动力学角度用公式m Fa =来研究向心加速度。

师：现在我们已知知道了匀速圆周运动的加速度的特点，有哪位同学能告诉我：物体做匀速圆周运动时所受的合外力有什么特点？生：根据公式m Fa =，我们知道做匀速圆周运动的物体所受的合外力应该是v m R m Rv m ma F ωω或或22==，方向总是与速度垂直指向圆心。

高中物理《5.6向心力》导学案新人教版必修2

高中物理《5.6向心力》导学案新人教版必修25、6向心力》导学案（无答案）新人教版必修2学习目标1、知道向心力是根据效果命名的，其效果是产生向心加速度，只改变线速度的方向不改变线速度的大小。

2、掌握向心力的大小Fn=m=mr3、理解物体做匀速圆周运动是时，向心力大小不变，方向变化。

4、能用向心力公式进行有关运算和讨论。

学习重难点1、向心力的来源问题2、向心力各个公式的应用学习过程1向心力(1)定义：做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，是由于它受到了指向﹍﹎﹎的合力，叫向心力。

(2)公式:﹍﹍﹍和﹍﹍﹍(3)方向：向心力的方向始终指向﹍﹍(4)向心力的来源：①向心力是效果力，可以由重力﹑弹力﹑摩擦力等各种性质的力提供。

②向心力可以是物体所受的﹎﹎2实验验证：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圆周运动，组成一个圆锥摆，如图：θ(1)钢球受力如图，则合力为F=(2)用秒表测出钢球运动n圈所用时间t，测出钢球的轨道半径r，则线速度v=﹎﹎向心力=(3)比较合力和F和的大小，得出结论：钢球需要的向心力等于钢球受到的指向圆心的﹎﹎﹎3、变速圆周运动和一般曲线运动 (1)变速圆周运动变速圆周运动所受的合外力一般不等于向心力，合力一般产生两个方面的效果①合外力F与圆周相切的分力Fv,此分力产生﹍﹍﹍加速度av，描述﹍﹍﹍变化的快慢。

②合外力F指向圆心的分力Fn叫向心力。

它产生向心加速度an，向心加速度只改变速度的﹎﹎ , 描述﹎﹎﹎变化的快慢。

(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极短的小段，每一小段可以看做一小段﹎﹎﹎。

圆弧的弯曲程度不同，表明它们具有不同的﹎﹎﹎这样一般曲线运动可采用圆周运动的分析方法处理。

应用向心力公式解题的一般步骤：⑴确定研究对象。

⑵确定物体做圆周运动的轨道平面，并找出圆心和半径。

⑶确定研究对象在有关位置的状态，分析受力情况，判断那些力提供向心力，千万不要臆想出一个向心力来。

【精选】人教版高中物理必修2第5章第6节《向心力》word学案-物理知识点总结

第五章曲线运动第六节向心力从2011年4月29日召开的铁路自主创新新闻发布会上获悉：我国已经在时速200千米/时的技术平台上自主创新研制时速300千米/时动车组.2007年年底，国内首列时速300千米/时动车组已问世．据介绍，这些时速300千米/时动车组国产占有率达到80%以上，已经在京津、武广、京沪等客运专线上投用，成为我国高速客运的主力车型．设计这些动车转弯时，就用到了圆周运动的相关知识．1．了解向心力的概念，知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心力的来源．2．知道向心力大小与哪些因素有关，理解向心力公式的含义并能进行简单计算．3．能根据牛顿第二定律理解向心力的表达式，知道向心力公式是牛顿第二定律的一种表现形式．4．知道在变速圆周运动中向心力为合力沿半径方向的分力．一、向心力1．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，与速度方向垂直．3．公式：F n＝mω2r或F n＝m v2r．4．来源：(1)向心力是按照力的效果命名的．(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．二、变速圆周运动做变速圆周运动的物体所受的合力并不指向圆心，此时合力F可以分解为互相垂直的两个力：跟圆周相切的分力F t和指向圆心方向的分力F n.1．F n产生向心加速度，与速度方向垂直，改变速度的方向．2．F t产生切向加速度，与速度方向在一条直线上，改变速度的大小．3．物体做加速圆周运动时，合力方向与速度方向的夹角小于90°，如图甲所示，其中F t只改变速度的大小，F n只改变速度的方向．F n产生的就是向心加速度．同理，物体做减速圆周运动时，合力方向与速度方向的夹角大于90°，如图乙所示，其中F t 只改变速度的大小，F n只改变速度的方向．三、一般曲线运动1．定义：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动．2．处理方法：将曲线运动分成许多小段，每一小段都可看成圆周运动的一部分．几种常见的匀速圆周运动的实例一、实例二、注意点1．抓住研究对象，明确其质量为多少．2．确定圆周运动所在平面，明确圆周运动的轨迹、半径及圆心．3．进行受力分析，确定向心力．4．抓住所给条件是角速度ω还是周期T或是线速度大小v. 5．选用适当的公式进行求解．三、典例剖析(多选)如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动，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，则以下说法中正确的是( ) 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球对筒壁的压力解析：小球A或B的受力情况如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力G和支持力F N的合力，建立如图所示的坐标系，则有FN1＝F N sin θ＝mg，FN2＝F N cos θ＝F，所以F＝mgcot θ.也就是说F N在指向圆心方向的分力或重力G和支持力F N的合力F＝mgcot θ提供了小球做圆周运动所需的向心力，可见A、B两球的向心力大小相等．比较两者线速度大小时，由F＝m v2r可知，r越大，v一定较大，故选项A正确．比较两者角速度大小时，由F＝mrω2可知，r越大，ω一定较小，故选项B正确．比较两者的运动周期时，由F ＝mr ⎝⎛⎭⎫2πT 2可知，r 越大，T 一定较大，故选项C 不正确．由受力分析图可知，小球A 和B 受到的支持力F N 都等于mgsin θ，故选项D 不正确．综上所述，本题正确选项为A 、B. 答案：AB1．(多选)对于做匀速圆周运动的物体所受的合力，下列判断正确的是(AD ) A ．大小不变，方向一定指向圆心 B ．大小不变，方向也不变C ．产生的效果既改变速度的方向，又改变速度的大小D ．产生的效果只改变速度的方向，不改变速度的大小 2．(多选)做匀速圆周运动的物体所受的向心力是(BC )A ．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B ．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C ．物体所受的合外力D ．向心力和向心加速度的方向都是不变的3．甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1∶2，转动半径之比为1∶2，在相同的时间里甲转过60°，乙转过45°，则它们的向心力大小之比为(C )A ．1∶4B ．2∶3C ．4∶9D ．9∶16 4．一质点沿半径为r 的圆周做匀速圆周运动，向心力的大小为F.当保持半径不变，使角速度增大到原来的2倍时，向心力的大小比原来增大18 N ，则原来向心力的大小为F ＝________N.答案：6一、选择题1．关于圆周运动的向心力，下列说法正确的是(AB)A．向心力是根据力的作用效果命名的B．向心力可以是多个力的合力，也可以是其中一个力或多个力的分力C．做圆周运动的物体，所受的合力一定等于向心力D．向心力的效果是改变物体的线速度的大小2．如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动，充当物体所受向心力的是(B)A．重力B．弹力C．静摩擦力 D．滑动摩擦力3．质量为m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么(B)A．下滑过程中木块的加速度为零B．下滑过程中木块所受合力大小不变C．下滑过程中木块所受合力为零D．下滑过程中木块所受的合力越来越大4．如图所示，在双人花样滑冰运动中，有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面，目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时与水平冰面的夹角约为30°，重力加速度为g，估算知该女运动员(B)A．受到的拉力为G B．受到的拉力为2GC．向心加速度为3g D．向心加速度为2g解析：如图所示，F1＝Fcos 30°，F2＝Fsin 30°，F2＝G，F1＝ma，所以a＝3g，F＝2G.选项B正确．5．在水平冰面上，狗拉着雪橇做匀速圆周运动，O点为圆心．能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是(C)解析：由于雪橇在冰面上滑动，其滑动摩擦力方向必与运动方向相反，即沿圆的切线方向．因做匀速圆周运动，合力一定指向圆心，由此可知C正确．6．一种玩具的结构如图所示，竖直放置的光滑铁圆环的半径为R＝20 cm，环上有一穿孔的小球m，仅能沿环做无摩擦滑动．如果圆环绕通过环心的竖直轴线O1O2以ω＝10 rad/s的角速度旋转，g＝10 m/s2，则小球相对环静止时球与圆心O的连线与O1O2的夹角θ可能为(C)A．30° B．45°C．60° D．75°解析：向心力F＝mgtan θ＝mω2Rsin θ，cos θ＝gRω2＝12，θ＝60°.故正确答案为C.7．如图所示，天车下吊着两个质量都是m的工件A和B，系A的吊绳较短，系B的吊绳较长，若天车运动到P处突然停止，则两吊绳所受的拉力F A和F B的大小关系(A)A．F A>F B B．F A<F BC．F A＝F B＝mg D．F A＝F B>mg解析：A、B物体以水平速度摆动，T－mg＝mv2 r.8．关于向心力的说法中错误的是(A)A．向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，向心力是一个恒力B．向心力是沿着半径指向圆心方向的合力，是根据力的作用效果命名的C．向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种力的合力，也可以是其中某个力的分力D．向心力只改变物体线速度的方向，不可能改变物体线速度的大小9．上海磁悬浮线路的最大转弯处半径达到8 000 m，如图所示，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1 300 m，一个质量为50 kg的乘客坐在以360 km/h的不变速率行驶的车里，随车驶过半径为2 500 m的弯道，下列说法正确的是(AD)A．乘客受到的向心力大小约为200 NB．乘客受到的向心力大小约为539 NC．乘客受到的向心力大小约为300 ND．弯道半径设计特别大可以使乘客在转弯时更舒适解析：由F n＝m v2r，可得F n＝200 N，选项A正确．设计半径越大，转弯时乘客所需要的向心力越小，转弯时就越舒适，D正确．二、非选择题10．一个做匀速圆周运动的物体，如果转动半径不变而速率增加到原来的3倍，则其向心力增加到原来的______________倍；若向心力增加了80 N，则物体原来所受的向心力大小为________ N.解析：由F＝m v2r可知F变为原来的9倍．由题意得9F－F＝80 N，故F＝10 N.答案：9 1011．如图所示，行车的钢丝长L＝3 m，下面吊着质量为m＝2.8×103 kg的货物，以速度v＝2 m/s匀速行驶的行车突然刹车，钢丝绳受到的拉力是________N.解析：刹车时，货物绕悬挂点做圆周运动，则T －mg ＝m v 2L ，得T ＝mg ＋m v2L ，代入数据得T ＝3.173×104N. 答案：3.173×104N12．现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施(如图所示)，“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开．当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害．设“魔盘”转速为6 r/min ，一个体重为30 kg 的小孩坐在距离轴心1 m 处随盘一起转动(没有滑动)．则：这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力提供的？解析：由n ＝6 r/min 可知ω＝2πn 60＝π5，又知r ＝1 m ，m ＝30 kg. 则小孩受到的向心力F n ＝m ω2r ＝30×⎝⎛⎭⎫π52×1 N ≈11.8 N.对小孩进行受力分析可知，竖直方向受力平衡，水平方向仅受静摩擦力，所以小孩做圆周运动的向心力由静摩擦力提供．答案：11.8 N 由静摩擦力提供。

高中物理向心力向心加速度教案新人教版必修2

《向心力与向心加速度》教学设计【设计思想】1.知识体系分析本节内容是高中新课程物理必修2教材，第4章“匀速圆周运动”中的一节，在此之前，学生已经学习过匀速圆周运动的概念以及描述匀速圆周运动的物理量。

本节是本章的承上启下的重要知识，学好这一节可以为学好本章应用部分以及万有引力知识作必要准备。

课标的要求是：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力；知道向心加速度。

教学重点是“向心力大小与m、r、ω的关系”；难点是“理解向心力的概念；解公式a=rω2和a=v 2/r”。

2.教学环节设计◆本节课的设计流程为：或F=mv2/r，之后直接应用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式a=rω2或a=v2/r，顺理成章，遵循从感性到理性的认识规律，便于学生接受。

◆根据因材施教，设计反馈练习，保底拔尖的原则，练习题力争层次化、系统化，保证量与质的适变性。

另外，根据生活情景来创设题目，培养学生的物理建模能力。

【设计方案】一、教学目标1、知识与能力（1）理解向心力和向心加速度的概念，知道向心力的大小与哪些因素有关。

（2）理解向心力和向心加速度的公式的确切含义，能运用公式解答有关问题。

（3）知道在变速圆周运动中，上述公式的含义。

（4）学习控制变量法，培养学生分析论证等能力。

2、过程与方法（1）经历形成向心力概念的过程，培养学生观察、分析、归纳能力。

（2）通过创设一定的学生实验，让学生亲历探索向心力F与哪些因素有关的过程。

3、情感态度与价值观学习科学研究方法和科学研究态度，发展学生对科学的好奇心与求知欲，使学生乐于探究自然界的奥秘，体验探索自然规律的艰辛与喜悦，培养学生主动参与活动的热情和与他人合作的精神，有将自己的见解与他人交流的愿望，敢于坚持正确观点，勇于修正错误，具有团队精神。

二、教学重点与难点1、重点：向心力大小与m、r、ω的关系2、难点：（1）理解向心力的概念；（2）理解公式a=rω2和a=v 2/r。

三、教学方法：启发、讨论、实验探索法四、教学媒体：同大小的橡胶球与铁球、细线（以上没两位学生一组）、高脚杯和玻璃弹珠、向心力演示器、视频与图片媒体、课件等五、教学过程计说明一、趣味实验引入课题问题1.“如何用高脚杯取玻璃弹珠？”教师演示问题1.若玻璃弹珠做匀速圆周运动，它运动特点如何？是否处于平衡状态？所受的合外力是否为零？导问：匀速圆周运动的受力又有什么特点？力是物体产生加速度的原因，匀速圆周运动的加速度有什么特点？展现课题：向心力与向心加速度猜想，讨论，思考可能方法。

高中物理5.7向心力教案新人教版必修2

第七节向心力课型：新授课知识与技能1、理解向心力的概念、公式及物理意义。

2、了解变速圆周运动的概念及受力情况。

3、了解研究一般曲线运动采用圆周运动分析的方法和依据。

过程与方法1、自觉地将牛顿第二定律从直线运动迁移到圆周运动中去。

2、将运动合成与分解的方法结合力的独立作用原理应用到非匀变速圆周运动的曲线运动中来。

情感态度与价值观1、在实验中，培养动手的习惯和操作能力及分析问题、解决问题的能力。

1、向心加速度的方向。

2、牛顿第二定律的内容是。

3、力的作用效果是，当物体所受合外力与初速度方向成锐角时，物体将做，成钝角时物体将做。

1、向心力（1）概念：做匀速圆周运动的物体具有加速度，是由于物体受到了指向的合力，这个合力叫做向心力。

（2）大小：F= = = = 。

（3）方向：时刻在变，所以向心力是力。

（4）向心力是以力的命名的，它可以是任何性质力。

2、实验验证（1）实验目的：（2）实验装置：（3）需要测量的量：（4）需要的公式：3、变速圆周运动和一般曲线运动（1）变速圆周运动：物体所受合外力F可以分解为两个的力：跟圆周相切的分力F t和指向圆心方向的分力F n。

如图所示，其中F t产生圆周方向的加速度，称切向加速度，改变物体速度的；而分力F n产生指向的加速度，称向心加速度，改变物体速度的。

同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动就是圆周运动，仅有向心加速度的圆周运动是圆周运动。

（2）一般曲线运动：运动轨迹既不是也不是，可以把曲线分割成许多极短的小段，每一小段可看成。

圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的，这样质点沿一般曲线运动时，可以采用圆周运动的分析方法进行处理。

【探究一】认识向心力1、举几个生活中的物体做圆周运动的实例。

2、思考并说明这些物体为什么不沿直线飞出去。

3、回顾向心加速度和牛顿第二定律内容。

结论：向心力概念及表达式：针对练习：课后问题与练习1T，3T。

【探究二】实验验证向心力的表达式阅读课本P20实验部分完成下列问题：1、实验器材有哪些?2、怎样达到验证的目的？3、实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动，测量哪些物理量(记录哪些数据)?4、实验过程中产生误差的原因主要有哪些?5、你还能想到哪些更易操作的方法来更准确验证？【探究三】理解向心力1、对下列情景中的物体进行受力分析，并在图中标上。

高中物理 5.6《向心力》导学案新人教版必修2

高中物理 5.6《向心力》导学案新人教版必修2 高中物理必修二5.6 《向心力》导学案学习目标： 1、理解向心力的概念。

2、知道向心力与哪些因素有关，理解公式的确切含义并能用来计算。

3、能够应用向心力公式求解圆周运动的问题。

教学重点理解向心力公式的确切含义。

教学难点向心力公式的运用。

自主学习一、向心力（认真阅读教材p23-p24，独立完成下列问题）1、向心力：做运动的物体，会受到指向的合力，这个合力叫做向心力。

（1）向心力总是指向圆心，始终与垂直，只改变速度的而不改变速度的。

（2）向心力是根据力的命名，可是各种性质的力，也可以是它们的，还可以是某个力的。

（3）如果物体做匀速圆周运动，向心力就是物体受到的；如果物体做运动（线速度大小时刻改变），向心力并非是物体受到的合外力。

4m?2r22??4m?rf?mv?（4）向心力的公式：F=ma= = 2引领探究二、向心力大小的粗略验证分析课本实验，加深对向心力的理解：1、用秒表记录钢球运动若干周的，再通过纸上的圆测出钢球做匀速圆周运动的，测量出绳长。

Tlh2、用测出钢球的质量。

3、用公式计算钢球所受的合力F。

4、利用公式F= 算出向心力的大小。

三、变速圆周运动和一般曲线运动1、物体做变速圆周运动时，若合外力方向与夹角小于90，此时把F分解为两个互相的分力：跟圆的Ft和指向的Fn，如图所示，其中Ft只改变v的，Fn只改变v的，Fn产生的加速度就是加速度。

若F与v的夹角大于90时，Ft使v减速，Fn改变v的方向，综上可知同时具有向心加速度和加速度的圆周运动就是变速圆周运动。

FtFnF Ft O Fn O 【互动探究】 F 问题1、分析下面几种情况中作圆周运动的物块或小球向心力的来源：● r物块随圆盘一起转动漏斗内壁光滑 A B - 1 -1、车过拱形桥最高点时；物体在光滑平面上，在绳的拉力作用下做匀速圆周运动一、向心力表达式运用1、一根长为L=1.0m的细绳系一质量为M=0.5kg的小球，在光滑水平面上匀速圆周运动，如图所示，小球转动的角速度为ω＝2 rad/s，试求（1）小球的向心加速度（2）绳中的拉力2、如图所示，质量m=0.1kg的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v1=2m/s，g取10m/s，试求：（1）小球在最高点时的细绳的拉力T1=？（2）当小球在最低点时细绳的拉力T2=7N，求小球的速度？【当堂检测】1．在匀速圆周运动中，下列物理量不变的是（）2．A．向心加速度 B．线速度 C．向心力 D．角速度 2、关于匀速圆周运动的向心力，下列说法正确的是（） A、向心力是根据力的作用效果命名的 B、向心力是恒力C、向心力改变质点的线速度的大小D、物体所受向心力的大小可能变化五◇学后反思◇六、作业布置：完成本节课堂作业p13-14， 1-10 11选作2A B v1o - 2 -感谢您的阅读，祝您生活愉快。

高中物理《向心力》导学案新人教版必修2

5.7 向心力导学案前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动。

复习：向心加速度方向？大小？物理意义？这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征――向心力。

预习过程中，思考以下问题：1、用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式。

向心力的方向如何？有何作用？2、简述实验原理（怎样达到实验的目的？写出用到的表达式。

关键是找到谁提供向心力！）需要记录哪些数据？(公式决定)3、实验中需要哪些器材？自备实验器材。

需要天平吗？4、实验过程中要注意什么？产生误差的主要原因是什么？（组内讨论）。

5、向心力是以性质命名？还是以效果命名？为什么？变速圆周运动之物需要不需要向心力？（圆锥摆中，谁提供向心力？）6、向心力能否改变速度？能否改变速度的大小？为什么？绳子拴钥匙在竖直平面内圆周运动，钥匙上的过程中，速度大小怎样变化？靠什么力？7、匀速圆周运动的加速度有何特征？变速圆周运动的加速度有何特征？如何解决一般的曲线运动？8、匀速圆周运动中，谁提供向心力？变速圆周运动中，谁提供向心力？怎样找？例1 关于向心力，以下说法中不正确的是（）A．是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B．向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C．向心力是线速度变化的原因D．只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动例2 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。

若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A．物体所受弹力增大，摩擦力也增大B．物体所受弹力增大，摩擦力减小C．物体所受弹力减小，摩擦力减小D．物体所受弹力增大，摩擦力不变例3 如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R。

当圆台旋转时，则（）A．若A、B、C均未滑动，则C的向心加速度最大B．若A、B、C均未滑动，则B的摩擦力最小C．当圆台转速增大时，B比A先滑动D．圆台转速增大时，C比B先滑动提示：注意抓住临界状态进行分析。

2024-2025学年新教材高中物理第六章2向心力教案新人教版必修2

2.向心力的来源：向心力是由物体与圆周轨道之间的相互作用产生的。在理想情况下，物体受到的向心力由引力或弹力提供。
3.向心力与线速度的关系：向心力与物体的线速度平方成正比，与半径成反比。即F = mv²/r，其中F表示向心力，m表示物体的质量，v表示线速度，r表示半径。
4.向心力与角速度的关系：向心力与物体的角速度平方成正比，与半径成反比。即F = mrω²，其中F表示向心力，m表示物体的质量，r表示半径，ω表示角速度。
（5）向心力与外力的区别：学生难以理解向心力与外力的区别，需要通过对比和分析来引导学生正确理解向心力。
教学方法与手段
教学方法：
1.讲授法：通过教师的讲解，向学生传授向心力的概念、公式及其应用，引导学生理解向心力与线速度、角速度、周期和频率之间的关系。
2.讨论法：组织学生进行小组讨论，分享对向心力的理解和思考，促进学生之间的交流与合作，培养学生的批判性思维和问题解决能力。
2.提供更多的练习和案例，让学生通过实际操作和计算，加强对向心力计算方法的应用和掌握。
3.增加更多的实际应用例子，让学生通过观察和分析，将理论知识与实际联系起来，提高学生的应用能力。
作业布置与反馈
作业布置：
1.向心力计算练习：根据给定的条件，计算物体做圆周运动时所需的向心力。
2.向心力与线速度、角速度、周期和频率的关系练习：通过例题和练习，加深对向心力与这些物理量之间关系的理解。
2.向心力的来源：向心力是由物体与圆周轨道之间的相互作用产生的。
3.向心力与线速度的关系：向心力与物体的线速度平方成正比，与半径成反比。
4.向心力与角速度的关系：向心力与物体的角速度平方成正比，与半径成反比。
5.向心力与周期和频率的关系：向心力与物体的周期或频率无关。

人教版高中物理必修第2册向心力(第1课时)导学案

2.实验研究
环节三：知识巩固
➢例题（课后练习3）如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是 4 rad/s。

盘面上距圆盘中心0.10 m 的位置有一个质量为 0.10 kg 的小物体在随圆盘一起做匀速圆周运动。

（1）求小物体所受向心力的大小。

（2）关于小物体所受的向心力，甲、乙两人有不同意见:
甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力，指向圆心：
乙认为小物体有向前运动的趋势,静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反，即向后，而不是和运动方向垂直，因此向心力不可能由静摩擦力提供。

你的意见是什么？说明理由。

高中物理5.7《向心力》同步导学案新人教版必修2

【要点导学】1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向总指向，这个合力叫做向心力。

向心力是产生的原因，它使物体速度的不断改变，但不能改变速度的。

向心力是按命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

2、向心力的大小：F n= ma= = = mv w向心力的方向总是沿半径指向圆心，方向时刻改变，所以向心力是变力。

3、当物体沿圆周运动，不仅速度方向不断变化，其大小也在不断变化，这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心，这时合外力的作用效果是：使物体产生向心加速度的同时，产生切向加速度。

匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。

4、一般曲线运动及研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。

研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。

【范例精析】例1关于向心力，以下说法中不正确的是A. 是除物体所受重力、弹力以及摩擦力以外的一种新的力B. 向心力就是做圆周运动的物体所受的合力C. 向心力是线速度变化的原因D. 只要物体受到向心力的作用，物体就做匀速圆周运动解析理解向心力的定义、作用效果，弄清物体做匀速圆周运动的条件，然后与选项加以比较可作出判断。

答案：ABD例2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。

若圆筒和物体以更大的角速度做匀速转动，下列说法正确的是（）A. 物体所受弹力增大，摩擦力也增大B. 物体所受弹力增大，摩擦力减小C. 物体所受弹力减小，摩擦力减小D. 物体所受弹力增大，摩擦力不变解析：物体在竖直方向上受重力G与摩擦力F,是一对平衡力，2在向心力方向上受弹力F N,根据向心力公式，可知F=m w r,当3增大时，F N增大，所以应选Do例3如图所示，A B C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为口, A的质量是2m, B和C的质量均为m, A B离轴为R C离轴为2R。

高中物理 5.7《向心力》学案新人教版版必修2

5.7 向心力（学案）一、学习目标1.知道什么是向心力，理解它是一种效果力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.结合向心力理解向心加速度4.理解变速圆周运动中合外力与向心力的关系二、课前预习1、本节主要学习向心力概念、向心力的大小和方向，以及变速圆周运动特点、一般曲线运动及其研究方法等。

其中，向心力概念，向心力的大小和方向是本节重点，变速圆周运动特点及研究方法则是本节难点。

2、向心力，向心力是产生的原因，它使物体速度的不断改变，但不能改变速度的。

向心力是按命名的力，它可由重力、弹力、摩擦力等提供，也可以是这些力的合力或它们的分力来提供。

向心力大小的计算公式。

3、力与运动的关系①力与速度同一直线，力只改变速度，不改变速度。

②力与速度垂直，力只改变速度，不改变速度。

③力与速度成其它任意角度，。

4、用圆锥摆粗略验证向心力的表达式①、实验器材有哪些？②、简述实验原理（怎样达到验证的目的）③、实验过程中要注意什么？测量那些物理量（记录哪些数据）？④、实验过程中差生误差的原因主要有哪些？5、当物体沿圆周运动，不仅速度方向不断变化，其大小也在不断变化，这样的圆周运动称为变速圆周运动。

物体做变速圆周运动的原因是所受合外力的方向不是始终指向圆心，这时合外力的作用效果是：使物体产生向心加速度的同时，产生切向加速度。

匀速圆周运动可看作变速圆周运动的一个特例。

6、一般曲线运动及研究方法：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可称为一般曲线运动。

研究时，可将曲线分割为许多极短的小段，每一段均可看作圆弧，这样即可采用圆周运动的分析方法进行处理了。

三、经典例题例1、分析下面各种匀速圆周运动中向心力是由哪些力提供？①玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内运动；或者漏斗里的运动，如图。

（不计摩擦）②圆锥摆运动：细线下面悬挂一钢球，细线上端固定，设法使小球在水平面面上做圆周运动。

例2 如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况是（）A、受重力、支持力B、受重力、支持力和指向圆心的摩擦力C、重力、支持力、向心力、摩擦力D、以上均不正确例3、一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小。

新人教版高中物理必修2向心力教案

向心力知识与技能1．理解向心力的概念及其表达式的确切含义．2．知道向心力大小与哪些因素有关，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．过程与方法1．通过用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的实验来了解向心力的大小与哪些因素有关，并具体“做一做”来理解公式的含义．2．进一步体会力是产生加速度的原因，并通过牛顿第二定律来理解匀速圆周运动、变速圆周运动及一般曲线运动的各自特点．情感、态度与价值观1．在实验中，培养学生动手的习惯并提高分析问题、解决问题的能力．2．感受成功的快乐．体会实验的意义，激发学习物理的兴趣．教学重点1．体会牛顿第二定律在向心力上的应用．2．明确向心力的意义、作用、公式及其变形．教学难点1．圆锥摆实验及有关物理量的测量．2．如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象．教具准备多媒体课件、圆锥摆等实验设备教学活动[新课导入]师：前面两节课，我们学习、研究了圆周运动的运动学特征，知道了如何描述圆周运动．这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征——向心力．[新课教学]一、向心力[自主阅读]师：请同学们阅读教材“向心力”部分，思考并回答以下问题，1．举出几个物体做圆周运动的实例，说明这些物体为什么不沿直线飞去． 2．用牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式．学生认真阅读教材，列举并分析实例，体会向心力的作用效果，并根据牛顿第二定律推导出匀速圆周运动的向心力表达式．[交流与讨论]师：请同学们交流各自的阅读心得并进行相互间的讨论．生：用手枪一个被绳子系着的物体，使它做圆周运动，是因为绳子的力在拉着它．一旦绳子断了，小球就会飞出去．生：月球之所以绕地球做圆周运动，是地球对月球的引力在“拉”着它．师：同学们有没有发现过，做圆周运动的物体由于突然不受力了，结果物体沿直线飞出去的现象?生：我自己做过这个实验：用手抡一个被绳子系着的物体，使它做圆周运动，一旦绳子断了，小球就会飞出去．生：本章第一节中，砂轮上的砂粒被刀具碰掉后，沿切线方向飞出去的现象．师：刚才同学们说得很好，圆周运动是变速运动，有加速度，故做圆周运动的物体一定受到力的作用．而我们知道做匀速圆周运动的物体具有向心加速度，根据牛顿第二定律，这个加速度一定是由于它受到了指向圆心的合力的作用．这个合力叫做向心力．下面请同学们把刚才由牛顿第二定律推出的向心力的表达式展示出来．投影学生推出的向心力表达式：FN =mv2/r , FN=mrω2点评：学生的思维在于老师的激发，学习的积极性在于老师的调动．通过让学生发表见解，提出疑问，培养学生的语言表达能力和分析问题的能力．二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式[实验与探究]师：请同学们阅读教材“实验”部分，思考下面的问题：1．实验器材有哪些?2．简述实验原理(怎样达到验证的目的)．3．实验过程中要注意什么?如何保证小球在水平面内做稳定的圆周运动，测量哪些物理量(记录哪些数据)?4．实验过程中产生误差的原因主要有哪些?学生认真阅读教材，思考问题，找学生代表发言．教师听取学生的见解，点评、总结．教师巡视并指导学生完成实验，及时发现并记录学生实验过程中存在的问题．点评：让学生亲历实验验证的过程．体验成功的乐趣．培养动手能力和团结协作的团队精神．教师听取学生汇报验证的结果，引导学生对实验的可靠性作出评估．[交流与讨论]生：实验的过程中，多项测量都是粗略的，存在较大的误差，用两个方法得到的力并不严格相等．生：通过实验我们还体会到．向心力并不是像重力、弹力、摩擦力那样具有某种性质的力来命名的．它是效果力，是按力的效果命名的．在圆锥摆实验中，向心力是小球重力和细线拉力的合力，还可以理解为是细线拉力在水平面内的一个分力．生：数圈数测时间时，要从零开始数起．生：我有一个改进的实验，不知是否可行，其装置如图6．7—1所示，让小球在刚好要离开锥面的情况下做匀速圆周运动，我认为利用该装置可以使测量值减少误差．师：同学们能积极思维，勇于发表自己的见解，这很好．至于该方案效果如何，老师没有做过，这里也不敢妄下结论，还请同学们课后进一步进行比较性的研究，老师期待着你们的实验结论．点评：新课程理念强调，老师不一定要能回答学生提出的所有问题，但老师要起到一个引导者、一个领路人的作用．[课堂训练]说明以下几个圆周运动的实例中向心力是由哪些力提供的．(师生互动)1．绳的一端拴一小球，手执另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动． 2．火星绕太阳运转的向心力是什么力提供的?3．在圆盘上放一个小物块，使小物块随圆盘一起做匀速圆周运动，分析小物块受几个力，向心力由谁提供．参考答案1．解析：小球受重力、支持力、绳的拉力而做匀速圆周运动．由于竖直方向小球不运动，故重力、支持力合力为零，那么水平方向上的匀速圆周运动由水平面上的绳的拉力来提供．2．解析：火星和太阳间的万有引力提供火星运转的向心力．3．解析：小物块受重力、支持力和静摩擦力，静摩擦力提供向心力．点评：通过实例分析，达到巩固所学知识的目的．[课堂分组实验]师：请同学们两人一组，完成课本第54页“做一做”栏目中的实验，自己感受向心力的大小．学生按照“做一做”栏目中的实验介绍，独立操作，在实验中去体验．点评：通过实验，增强学生的感性认识，同时激发学生学习物理学的兴趣．三、变速圆周运动和一般曲线运动师：在刚才“做一做”的实验中，我们可以通过抡绳子来调节沙袋速度的大小，这就给我们带来一个疑问：难道向心力能改变速度的大小吗?为什么?生：不能．因为我刚才做实验时发现，当我的手保持不动时，沙袋的速度并不能改变，只有当我的手在动时，沙袋的速度才能改变，所以不能．但具体细节我还没有搞清．生：刚才XXX同学的发现我也体会到了，我认为手不动时，绳子的拉力和沙袋运动的速度方向垂直，故沙袋的速度不变．而当手动时，绳子的拉力和沙袋运动的速度方向不垂直，此时可以把拉力分解为沿速度方向和垂直于速度方向的两个分力，其垂直于速度方向的分力提供沙袋所需的向心力，并不改变沙袋的速度大小；而沿速度方向的分力产生的加速度使沙袋的速度发生了改变．师：刚才同学们交流、讨论得很好，实际上这些现象，我们都可以通过运用牛顿第二定律来解决，希望同学们课后能进一步地认真总结，细细体会。

6.2.1 向心力—人教版(2019) 高中物理必修第二册学案

高一必修二物理导学案课题：6.2.1 向心力一、学习目标1．知道向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的。

2．体验向心力的存在，会分析向心力的来源。

3．知道变速圆周运动的向心力是物体的合力沿半径指向圆心的分力，改变物体速度的方向。

二、自主阅读反馈1、向心力：实例表明：做匀速圆周运动的物体受到了指向_____的合力。

方向：始终沿半径指向_____。

表达式：(1)Fn=_____ (2)Fn=_____。

效果力：向心力是根据力的_________来命名的,凡是产生向心加速度的力,都是向心力。

2、变速圆周运动和一般曲线运动(1)变速圆周运动的合力：跟圆周相切的分力Ft产生切向加速度at,切向加速度描述___________变化的快慢。

指向圆心的分力Fn产生向心加速度an,向心加速度描述_______________的快慢(2)一般曲线运动处理方法：_______。

可以将一般的曲线分割成许多很短的小段,看作一小段圆弧。

用圆周运动的处理方法研究质点在这一小段圆弧上的运动。

三、探究思考1、向心力：情境1、光滑桌面上细线拴小球做匀速圆周运动,所受合力沿什么方向?情景2、飞机在空中水平面内做匀速圆周运动;在光滑漏斗内壁上,小球做匀速圆周运动。

(1)飞机和小球在运动过程中受到哪些力的作用?(2)这些力的合力方向及作用效果是什么?典例1、如图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。

若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设绳长l=10 m,质点的质量m=60 kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0 m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角θ=37°,不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,sin37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2,求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:(1)绳子拉力的大小。