《5.6 向心力》课件2(人教版必修2).
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人教版高中物理必修二5.6 向心力(共22张PPT)
（1）当A球的轨道半径为 0.10m时，它的角速度是 多大才能维持B球静止？
（2）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能 使A作圆周运动时B球仍能保持静止？
同在一个环境中生活，强者与弱者的分界就在于谁能改变它。顽强的毅力改变可以征服世界上任何一座高峰。望远 标，却不能代替你走半步。伟大的成就，来自为远大的目标所花费的巨大心思和付诸的最大努力。我不能说只要坚 只要放弃就什么都没有了。有压力，但不会被压垮；迷茫，但永不绝望。沉湎于希望的人和守株待兔的樵夫没有什 做什么事，你就会成为什么样的人！人生没有彩排，每一天都是现场直播。人生最大的成就是从失败中站起来要做 没有必要告诉其他人。成功之后不用你说，其他人都会知道的。这就是信息时代所带来的效应。天下最宝贵的，莫 奢侈的，莫如浪费时不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。面对困境，悲观的人因为往往只看到 生的路，说长也很长，说短也很短。偶遇不幸或挫败只能证明某一时候某一方面的不足或做得不够。如果把才华比 是磨刀石。才能一旦让懒惰支配，它就一无可为。很多时候，人并不是因为失败而烦恼；而是因为失败后找不到任 如樵夫害怕荆棘，船只避忌风浪，铁匠畏惧火星，那么，世界就会变成另一副模样。每一个人都多多少少有点惰性 量不够推动他自己，他就失败，谁最能推动自己，谁就最先得到成功。目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一 之一。人的肉体可以随着时间的推移而衰老，而赋予人的生命的思想却可以青春永驻，与日月同存。人生是个圆， 也没有走出命运画出的圆圈，其实，圆上的每一个点都有一条腾飞的切线。人生是伟大的宝藏，我晓得从这个宝藏 宝。日复明日，明日何其多？我生待明日，万事成蹉跎。只要是辛勤的蜜蜂，在生活的广阔原野里，到处都可以找 折叹气，姑且把这一切看成是在你成大事之前，必须经受的准备工作。不要为已消逝之年华叹息，须正视欲匆匆溜 这个努力拼搏的年纪去选择安逸。不做准备的人是准备失败的人！在任何苦难中能发现好的一面！成功就是你坚持 持一下。成功是一种观念，成功是一种思想，成功是一心态，成功是一种习惯。成名每在穷苦日，败事多因得意时 小情绪却是难以自控。当你的能力还驾驭不了你的目标时，那你就应该沉下心来历练。当你停下来休息的时候，不 跑。第二名意味着你是头号输家。钢钎与顽石的碰撞声，是一首力的歌曲。格局被理想撑大，事业由梦想激发。光 又说又干，马到成功。过去的时间会永远流入无边的黑洞，永不再回来，所以要珍惜当下的每一秒。海浪的品格， 击碎又无数闪地扑向礁石。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。积极者相信只有推动自己才能 动自己就能推动世界。即使脚步下是一片岩石，它也会迸发出火花，只要你拿起铁锤钢钎。假如生活欺骗了你，不 恼。阴郁的日子里要心平气和，相信吧，那快乐的日子就来到。——普希金驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想 不停止一日努力。坚持把简单的事情做好就是不简单，坚持把平凡的事情做好就是不平凡。所谓成功，就是在平凡 持。今天有许多人不是不愿接受新观念，而是不愿抛弃旧观念。拒绝严峻的冶炼，矿石并不比被发掘前更有价值。 的磨练，才能炼出创造天堂的力量。怕吃苦的人苦一辈子，不怕吃苦的人苦一阵子。抛掉过去，不一定有好的开始 去坏。如果你坚信自己最优秀，那么你就最聪明。如果你真心选择去做一件事，那么全世界都是帮助你的。如果缺 雪拚搏的勇气，种子的前途并不比落叶美妙一分。生活会辜负努力的人，但不会一直辜负努力的人。失败的历程也 间会告诉你��
（2）若将前一问求得的角速度减半，怎样做才能 使A作圆周运动时B球仍能保持静止？
同在一个环境中生活，强者与弱者的分界就在于谁能改变它。顽强的毅力改变可以征服世界上任何一座高峰。望远 标，却不能代替你走半步。伟大的成就，来自为远大的目标所花费的巨大心思和付诸的最大努力。我不能说只要坚 只要放弃就什么都没有了。有压力，但不会被压垮；迷茫，但永不绝望。沉湎于希望的人和守株待兔的樵夫没有什 做什么事，你就会成为什么样的人！人生没有彩排，每一天都是现场直播。人生最大的成就是从失败中站起来要做 没有必要告诉其他人。成功之后不用你说，其他人都会知道的。这就是信息时代所带来的效应。天下最宝贵的，莫 奢侈的，莫如浪费时不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。面对困境，悲观的人因为往往只看到 生的路，说长也很长，说短也很短。偶遇不幸或挫败只能证明某一时候某一方面的不足或做得不够。如果把才华比 是磨刀石。才能一旦让懒惰支配，它就一无可为。很多时候，人并不是因为失败而烦恼；而是因为失败后找不到任 如樵夫害怕荆棘，船只避忌风浪，铁匠畏惧火星，那么，世界就会变成另一副模样。每一个人都多多少少有点惰性 量不够推动他自己，他就失败，谁最能推动自己，谁就最先得到成功。目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一 之一。人的肉体可以随着时间的推移而衰老，而赋予人的生命的思想却可以青春永驻，与日月同存。人生是个圆， 也没有走出命运画出的圆圈，其实，圆上的每一个点都有一条腾飞的切线。人生是伟大的宝藏，我晓得从这个宝藏 宝。日复明日，明日何其多？我生待明日，万事成蹉跎。只要是辛勤的蜜蜂，在生活的广阔原野里，到处都可以找 折叹气，姑且把这一切看成是在你成大事之前，必须经受的准备工作。不要为已消逝之年华叹息，须正视欲匆匆溜 这个努力拼搏的年纪去选择安逸。不做准备的人是准备失败的人！在任何苦难中能发现好的一面！成功就是你坚持 持一下。成功是一种观念，成功是一种思想，成功是一心态，成功是一种习惯。成名每在穷苦日，败事多因得意时 小情绪却是难以自控。当你的能力还驾驭不了你的目标时，那你就应该沉下心来历练。当你停下来休息的时候，不 跑。第二名意味着你是头号输家。钢钎与顽石的碰撞声，是一首力的歌曲。格局被理想撑大，事业由梦想激发。光 又说又干，马到成功。过去的时间会永远流入无边的黑洞，永不再回来，所以要珍惜当下的每一秒。海浪的品格， 击碎又无数闪地扑向礁石。行动是治愈恐惧的良药，而犹豫、拖延将不断滋养恐惧。积极者相信只有推动自己才能 动自己就能推动世界。即使脚步下是一片岩石，它也会迸发出火花，只要你拿起铁锤钢钎。假如生活欺骗了你，不 恼。阴郁的日子里要心平气和，相信吧，那快乐的日子就来到。——普希金驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想 不停止一日努力。坚持把简单的事情做好就是不简单，坚持把平凡的事情做好就是不平凡。所谓成功，就是在平凡 持。今天有许多人不是不愿接受新观念，而是不愿抛弃旧观念。拒绝严峻的冶炼，矿石并不比被发掘前更有价值。 的磨练，才能炼出创造天堂的力量。怕吃苦的人苦一辈子，不怕吃苦的人苦一阵子。抛掉过去，不一定有好的开始 去坏。如果你坚信自己最优秀，那么你就最聪明。如果你真心选择去做一件事，那么全世界都是帮助你的。如果缺 雪拚搏的勇气，种子的前途并不比落叶美妙一分。生活会辜负努力的人，但不会一直辜负努力的人。失败的历程也 间会告诉你��
人教版物理必修二 5.6 向心力(共23张PPT)
量不计）一端的位置固定在圆锥体的O处，另一端拴一个质量为m
的小物体（可看作质点），物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀
速圆周运动．
（1）当v1＝
gL 6
时，求绳对物体的拉力；
（2）当v2＝
3gL 2
时，求绳对物体的拉力．
例6.如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿
竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ＝30º，一条长度为L的绳（质
r 得： v Fr
m
v 1 m/s 所以，小球速度的大小为1m/s。
例4.已知质量为m的物块放于水平转盘上，转盘与物块之间的动摩
擦因数为μ，物块离转盘中心的距离为r，设水平转盘为匀速转动。
求：（1）画出物块受力分析图；
具体的描述！
（2）能维持转盘与物块不滑动，转盘的最大角速度为多少？
（设水平转盘始终为匀速转动；最大静摩擦力等于滑动摩擦力。）
r F合 mg
几何关系：r＝L′＋Lsin 45°
ω≈6.44 rad/s
(2)此时绳子的张力为 FT＝coms 4g5°≈4.24 N.
Ⅲ若物体（或质点）受到三个及三个以上的力作用时：
例6.如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿
竖直方向，母线与轴线之间的夹角θ＝30º，一条长度为L的绳（质
f
得： 0
g
r
mg
Ⅱ若物体（或质点）受到两个力作用时：
例5.如图所示，已知绳长为L＝20 cm，水平杆长为L′＝0.1 m，小
球质量m＝0.3 kg，整个装置可绕竖直轴转动.g取10 m/s2，问：(结
果保留三位有效数字)
要使绳子与竖直方向成45°角，
FT
试求该装置必须以多大的角速度转动？
人教版高中物理必修二：5.6 向心力 课件
v r
2
展、评
匀速圆周运动所受的合力充当向心力，方向始终 指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合 力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动
Ft
v
F合 Fn
速度增 大的圆 周运动
产生切向加速度，改变速度的大小 切向力Ft ：垂直半径方向的合力 向心力Fn ：沿着半径（或指向圆心）的合力 产生向心加速度，改变速度的方向
O
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。 一般曲线运动 各个地方的弯 曲程度不一样， r2 为许多极短的小段，每一段都 可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不 一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析 质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周 运动的分析方法进行处理。
F合 = m g t an
其中正切值通过测出小球距悬点的竖直高度h和圆半径得出来。
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， 用天平测出钢球质量m. 则线速度v=2πnr/t, 向心力 = mv2/r= 4m 2 n 2 r / t 2
3.比较合力F和Fn 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 合外力
应用向心力公式解题的一般步骤：
1.确定研究对象。 2.确定物体做圆周运动的轨道平面，并找 出圆周运动轨迹、圆心位置和半径。
3.确定研究对象在有关位置的状态，分析受力情况， 判断哪些力提供向心力，千万不要臆想出一个向心力来。 4.将物体受到的力分解到指向圆心方向和切线方向， 据牛二定律列方程解题
检
在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球，小 球用细线连接起来，当转台匀速转动时，下列说 法正确的是( ) A．两小球速率必相等
物理必修2人教版 5.6向心力 (共29张PPT)
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
球
受
力
分
OO
析
小
球 受
FN
力
分
OO
析
G
小
球 受
FN
力
F拉
分
OO
析
FN与G 相平
一、向心力
θ
向心加速度 向心力
r
O
an
v2 r
r2
Fn
mv2 r
mr 2
实验
用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
1.实验原理
θ
F r
F合O
F合 =mgtanθ Fn=mω2r
G
新版物理必修2人教版 5.6向心力 (共29张PPT)学习PPT
a
F静 A
F
B
分
析 向
1、明确研究对象
心
力 2、确定圆周运动所在的平面，
来 源
明确圆周运动的轨迹、半径及
的 圆心位置
思
路 3、进行受力分析，分析指向
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 只减速 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？
v
v 在角速度一定情况下，线越短越易断
是沿半径指向圆心的加速度叫做向心加速度。
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.
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（ 水平方向：F合=mg tanθ
）
在线速度一定情况下，线越长越易断
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。
变 速
当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时， 物体做变速圆周运动。
圆
周 运
Ft
v
动
F合
Fn O
速度 v
增大 的圆 Ft 周运 动
A.在线速度一定情况下，线越长越易断 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. ②小球在光滑的水平桌面上运动
摆球做匀速圆周运动的向心力为mgtanθ
新人教版高中物理必修二 5.6 向心力 课件 (共27张PPT)
③合力提供向心力．
实际上，上述几种情况均是由合力提供向心力的，只不
过物体所受的合力就等于其中某个力而已．物体做匀速
圆周运动时，其合力必然等于所需的向心力，只不过有
时合力不易求出，必须应用平行四边形定则才能求得．
如图所示，汽车过拱桥经最高点时，其向心力由重力和
支持力的体在竖直面内的光滑轨道内做圆周运动．经 过A点时，向心力由轨道施加的支持力和重力在半径方向
第5章 曲线运动
第6节 向心力
学习目标
1．理解向心力的概念．
2．知道向心力的大小与哪些因素有关，理解公式的确
切含义并能用来计算．
3．在变速圆周运动中，会用上述公式求质点在圆周上 某一点的向心力和向心加速度．
课前预习
一、向心力 1．定义：做圆周运动的物体受到的指向_____ 圆心 的合外力． 2．作用效果：产生____________ 向心加速度 ，不断改变线速度的
的分力提供，即Fn＝FN－G1.
名师提示：向心力并不是一种特殊性质的力,它是根据力
的作用效果命名的．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．没有单独存在的另外的向心力，在对物体
进行受力分析时，不能额外的加个向心力．
尝试应用 1．关于向心力的说法中正确的是( B )
(3)向心力可以是某几个力的合力，也可以是某个力的分力．例如，
用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动到最低点 时，其向心力由绳的拉力和物体的重力(F向＝ F拉－mg)两个力的 合力充当．而在圆锥摆运动中，小球做匀速圆周运动的向心力则 是由重力的分力(F向＝mgtan θ，其中θ为摆线与竖直轴的夹角)充
大小．以下用几个实例来分析．
人教版高中物理必修二5.6《向心力》ppt课件
解决圆周运动的一般步骤：
(1)确定做圆周运动的物体为研究对象．明确圆周运动的轨
道平面、圆心位置和半径．
(2)对研究对象进行受力分析，画出受力示意图．运用平行
四边形定则或正交分解法求出外界提供的向心力Fn.
(3)抓住所给的已知条件，是线速度 v、角速度 ω、还是周
期
T，根据向心力公式
FN＝mvr2＝mω2r＝m4Tπ2
【例2】如图5－6－1所示，一圆盘可绕过圆盘
的中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，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 图5－6－1
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
② 根据自己预习时理解过的逻辑结构抓住老师的思路。老师讲课在多数情况下是根据教材本身的知识结构展开的，若把自己预习时所理解过的知识 逻辑结构与老师的讲解过程进行比较，便可以抓住老师的思路。
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
图5－6－4
答案 (1)
gtan θ r＋Lsin θ
mg (2)cos θ
解析 (1)对座椅受力分析，如图所示．转盘转动
的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，则
座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为R
＝r＋Lsin θ
①
根据牛顿第二定律：
mgtan θ＝mω2R
②
人教版高中物理必修二向心力公开课-PPT
3、作用：只改变速度方向，不改变速度大小。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运 动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别 由什么力提供？
①人造地球卫星绕地球运动时；
万有引力
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
FN
θ
m
r F合O
mgθ ω
FN Rθ
O
m mg
F合 O' ω
竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合=F向
竖直方向：FN cosθ＝mg 水平方向：F合=F向
F向= F合＝mg tanθ
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
内做匀速圆周运动，则( AB )
A.球A的线速度一定大于球B的线速度 B.球A的角速度一定小于球B的角速度 C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期 D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
N
F
mg
二、变速圆周运动
• 阅读课本P24思考回答以下问题：
• 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
• 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
5.分析向心力来源的思路
(1)明确研究对象.
(2)确定圆周运动所在的平面，明确圆周 运动的轨迹、半径及圆心位置.
(3)进行受力分析，分析指向圆心方向的 合力即向心力。
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
⑤沿光滑漏斗或碗内壁做匀速圆周运动的小球
§5-6 向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要 受到外力的作用。
物体做匀速圆周运动的条件：物体做圆周运 动，合力大小不变，方向始终指向圆心。
4、匀速圆周运动的实例分析—向心力来源
下列物体做匀速圆周运动时，向心力分别 由什么力提供？
①人造地球卫星绕地球运动时；
万有引力
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
FN
θ
m
r F合O
mgθ ω
FN Rθ
O
m mg
F合 O' ω
竖直方向:FN cosθ＝mg 水平方向:F合=F向
竖直方向：FN cosθ＝mg 水平方向：F合=F向
F向= F合＝mg tanθ
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内做匀速圆周运动，则( AB )
A.球A的线速度一定大于球B的线速度 B.球A的角速度一定小于球B的角速度 C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期 D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
N
F
mg
二、变速圆周运动
• 阅读课本P24思考回答以下问题：
• 变速圆周运动的合外力也指向圆心吗？
• 变速圆周运动的速度大小是怎么改变的？
5.分析向心力来源的思路
(1)明确研究对象.
(2)确定圆周运动所在的平面，明确圆周 运动的轨迹、半径及圆心位置.
(3)进行受力分析，分析指向圆心方向的 合力即向心力。
人教版高中物理必修二 5.6向心力(共28张PPT)
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⑤沿光滑漏斗或碗内壁做匀速圆周运动的小球
§5-6 向心力
【思维引导】 由牛顿运动定律知：物体做圆周运动，必然要 受到外力的作用。
人教版必修二5.6向心力课件(共15张PPT)
2、特点：
①方向： 始终指向圆心且与速度方向垂直 ②作用： 只改变速度的方向 (产生向心加速度) ③属性： 根据力的作用效果来命名，既是效果力。 ④成分： 可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是某
个力的分力，或是几个力的合力。
注意：物体是先有向心力, 后有圆周运动。
3、公式：
根据牛顿第二定律： F ma
N F合
G
小球重力和内壁支持力的合力
F合 mg cot
v2 F合 Fn m r
例1：半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO’转动，小
物块a紧靠圆筒内壁上，假设小物块受到的最大
静摩擦力为正压力的μ倍。要是 a 不下落，则圆
筒转动的角速度w至少为多少？：
O
r
w g
r
f N
G
O’
例2：长为L的细线，拴一质量为m的小球， 一端固定于o点，让其在水平面内做匀速圆周 运动。当摆线L与竖直方向的夹角为a时：
F合 G
5.6 向心力
匀速圆周运动：既是变速运动又是变加速曲线运动。
变速： 变加速：
速度的方向时刻在改变 合外力(加速度)的方向时刻在改变
一、向心力
V
小球受力分析：
N
F
OO F
OO F
F
GV
V
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆
心，且与_速__度__V_垂直
1、定义：
做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午1时52分21.11.913:52November 9, 2021
• 7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观 察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二1时52分44秒13:52:449 November 2021
①方向： 始终指向圆心且与速度方向垂直 ②作用： 只改变速度的方向 (产生向心加速度) ③属性： 根据力的作用效果来命名，既是效果力。 ④成分： 可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是某
个力的分力，或是几个力的合力。
注意：物体是先有向心力, 后有圆周运动。
3、公式：
根据牛顿第二定律： F ma
N F合
G
小球重力和内壁支持力的合力
F合 mg cot
v2 F合 Fn m r
例1：半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO’转动，小
物块a紧靠圆筒内壁上，假设小物块受到的最大
静摩擦力为正压力的μ倍。要是 a 不下落，则圆
筒转动的角速度w至少为多少？：
O
r
w g
r
f N
G
O’
例2：长为L的细线，拴一质量为m的小球， 一端固定于o点，让其在水平面内做匀速圆周 运动。当摆线L与竖直方向的夹角为a时：
F合 G
5.6 向心力
匀速圆周运动：既是变速运动又是变加速曲线运动。
变速： 变加速：
速度的方向时刻在改变 合外力(加速度)的方向时刻在改变
一、向心力
V
小球受力分析：
N
F
OO F
OO F
F
GV
V
结论：物体做匀速圆周运动，合外力指向圆
心，且与_速__度__V_垂直
1、定义：
做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合外力
6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月下午1时52分21.11.913:52November 9, 2021
• 7、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观 察是思考和识记之母。”2021年11月9日星期二1时52分44秒13:52:449 November 2021
新人教版高中物理必修二课件：5.6向心力 (共17张PPT)
r2 r1
做一做:实验体会感受向心力F与m、r、 ω的关系 想一想:研究多个变量之间的关系应用什么方法？ 控制变量法
操作一:手握绳绳结A,使沙袋在水 平方向做匀速圆周运动,每秒转1周, 体会此时绳子拉力的大小F
操作二:手握绳绳结B,仍使沙袋在水 平方向上每秒运动1周,体会此时绳 子拉力的大小2F.
θ
F
F合O r
4.把一个小球放在漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑漏
斗壁在某一平面内做匀速圆周运动, 小球的向心力是什么
力提供的?若小球转动的角速度为ω,如图倾角为α,试求小
球做圆周运动的半径.
F
解析:小球受力分析如图,向心力是重力
G和支持力F的合力提供的.也可以认为
是支持力F在水平方向的分力提供的
• 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.
变速圆周运动F向 F合F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
2.处理一般曲线运动的方法：
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一 段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯 曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。 在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上 某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析 方法对一般曲线运动进行处理了。
做一做:实验体会感受向心力F与m、r、 ω的关系 想一想:研究多个变量之间的关系应用什么方法？ 控制变量法
操作一:手握绳绳结A,使沙袋在水 平方向做匀速圆周运动,每秒转1周, 体会此时绳子拉力的大小F
操作二:手握绳绳结B,仍使沙袋在水 平方向上每秒运动1周,体会此时绳 子拉力的大小2F.
θ
F
F合O r
4.把一个小球放在漏斗中,晃动漏斗,可以使小球沿光滑漏
斗壁在某一平面内做匀速圆周运动, 小球的向心力是什么
力提供的?若小球转动的角速度为ω,如图倾角为α,试求小
球做圆周运动的半径.
F
解析:小球受力分析如图,向心力是重力
G和支持力F的合力提供的.也可以认为
是支持力F在水平方向的分力提供的
• 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.
变速圆周运动F向 F合F向是F合的指向圆心方向的分力Fn
2.处理一般曲线运动的方法：
把一般曲线分割为许多极短的小段，每一 段都可以看作为一小段圆弧，而这些圆弧的弯 曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。 在注意到这点区别之后，分析质点经过曲线上 某位置的运动时，就可以采用圆周运动的分析 方法对一般曲线运动进行处理了。
人教版高中物理必修二5.6 向心力公开课教学课件共24张PPT
= m v2 = mω2r r
2、做变速圆周运动的物体，其合外力指向圆心的分力提
供了改变运动方向所需要的向心力，跟圆周相切的分力改
变速度的大小。
Fn = ma n
F合
=
v2 m
=
mr ω 2
r
Ft mat
学习与探究
归纳与总结
实践与练习
实践与练习
作业：问题与练习：1、3、4
谢谢各位老师和同学!
学习与探究
归纳与总结
实践与练习
归纳与总结
1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力时刻指向圆心， 提供了改变运动方向所需要的向心力。
F合 = Fn = ma n = m v2 = mω2r
r
学习与探究
归纳与总结
实践与练习
学习与探究 实验探究：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式
FT F
G
摆球所需向心力和 需要测量 比较计算
F合
v2 Fnmnamr
mr2
Ft mat
Ft v
F合
Fn
做变速圆周运动的物体是否需要向心力？向心力又 是如何提供的呢？
学习与探究
归纳与总结
实践与练习
归纳与总结
1、做匀速圆周运动的物体受到的合外力时刻指向圆心，
提供了改变运动方向所需要的向心力。
F合 = Fn = ma n
= m v2 = mω2r r
2、做变速圆周运动的物体，其合外力指向圆心的分力提
供了改变运动方向所需要的向心力，跟圆周相切的分力改
变速度的大小。
Fn = ma n
F合
=
v2 m
=
mr ω 2
r
Ft mat
学习与探究
高中物理必修二课件-5.6向心力2-人教版
G
F向= F合= Ff
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
讨论：物块随着圆桶一起匀速转动时，物块的受力？物块向 心力的来源?
ω Ff FN G
物块做匀速圆周运动时，合外力提供向心力，即桶对物块的 支持力。
沿光滑碗内壁做匀速圆周运动的小球
FN Rθ
O
m mg
ω F合 O'
F合＝F向
总结： ⑴向心力是根据效果命名的力，并不是一种 新的性质的力。
练 能力提升
习 5、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：
FN=mω2r 解以上各式得：＝
向心力不是物体真实受到的一个力，不能 说物体受到向心力的作用 ，只能说某个力或 某几个力提供了向心力。
⑵向心力的来源：可以是重力、弹力、摩擦 力等各种性质的力。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
小
结
1、向心力的方向： 指向圆心
2、向心力的作用效果： 改变速度的方向
3、向心力的大小
Fn=m
v2 r
6.向心力
知
识 点 回
1、做匀速圆周运动的物体既然是“匀速”， 为什么会有向心加速度？
顾
2、做匀速圆周运动的物体的向心加速度方向 是什么？写出向心加速度的公式。
实例
自主学习提纲
1、圆周运动的物体为什么不沿着直线飞 出去，而是沿着圆周运动？（1、5）
向 2、什么是向心力？（2、4） 心 3、向心力的方向是什么？为什么？（1、3） 力
高中物理 5.6《向心力》课件2 新人教版必修2
不一定有
第十五页，共40页。
运动 项目
匀速圆周运动
变速圆周运动
条件
合外力大小不变，方向 合外力变化、方向 始终与速度方向垂直 与速度方向不垂直
性质
均是非匀变速曲线运动
公式
Fn＝mvr2＝mω2r，an＝vr2＝ω2r 通用
第十六页，共40页。
[特别提醒] (1)匀速圆周运动的线速度大小不变，且只有向心(xiànɡ xīn) 加速度。 (2)变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向心 (xiànɡ xīn)力，产生向心(xiànɡ xīn)加速度，只改变速度方向，不 改变其大小，合力沿切线方向的分力产生切向加速度，只改变线速 度大小，而不改变线速度的方向。
例
力的分解
图形 受力分析
满足的方程及向心加速度
方法
Fcos θ＝mg
Fsin
θ＝mω2lsin
θ
或
mgtan θ＝mlsin θ·ω2 a＝
gtan θ
FNcos θ＝mg
FNsin
θ＝mω2r
或 mgtan θ＝mrω2
a＝gtan θ
第二十三页，共40页。
力的分解
图形 受力分析
满足的方程及向心加速度
第三十四页，共40页。
[例2] 质量(zhìliàng)相等的小球A、B分别
固定在轻杆的中点及端点，当杆在光 滑的水平面上绕O点匀速转动时，如图
图5－6－6
5－6－6所示，求杆的OA段及AB段对球的拉力之比。
[思路点拨] OA杆的拉力大小等于两球向心力的加和，
AB杆的拉力大小等于B球的向心力。
第三十五页，共40页。
的一部分，由重力提供其向心力，即 mg＝mρv2，解得 ρ＝
第十五页，共40页。
运动 项目
匀速圆周运动
变速圆周运动
条件
合外力大小不变，方向 合外力变化、方向 始终与速度方向垂直 与速度方向不垂直
性质
均是非匀变速曲线运动
公式
Fn＝mvr2＝mω2r，an＝vr2＝ω2r 通用
第十六页，共40页。
[特别提醒] (1)匀速圆周运动的线速度大小不变，且只有向心(xiànɡ xīn) 加速度。 (2)变速圆周运动中，合外力沿半径方向的分力提供向心 (xiànɡ xīn)力，产生向心(xiànɡ xīn)加速度，只改变速度方向，不 改变其大小，合力沿切线方向的分力产生切向加速度，只改变线速 度大小，而不改变线速度的方向。
例
力的分解
图形 受力分析
满足的方程及向心加速度
方法
Fcos θ＝mg
Fsin
θ＝mω2lsin
θ
或
mgtan θ＝mlsin θ·ω2 a＝
gtan θ
FNcos θ＝mg
FNsin
θ＝mω2r
或 mgtan θ＝mrω2
a＝gtan θ
第二十三页，共40页。
力的分解
图形 受力分析
满足的方程及向心加速度
第三十四页，共40页。
[例2] 质量(zhìliàng)相等的小球A、B分别
固定在轻杆的中点及端点，当杆在光 滑的水平面上绕O点匀速转动时，如图
图5－6－6
5－6－6所示，求杆的OA段及AB段对球的拉力之比。
[思路点拨] OA杆的拉力大小等于两球向心力的加和，
AB杆的拉力大小等于B球的向心力。
第三十五页，共40页。
的一部分，由重力提供其向心力，即 mg＝mρv2，解得 ρ＝
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
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思考：向心力的大小与哪些因素有关？
向心力的大小与m、R、V、 ω有关。
探
究
向心力的大小
向心力演示器
控制变量法 相同 不同 结果 m越大，F向越大 r越大，F向越大 ω越大，F向越大
ω、r
ω、m r、 m
m
r ω
实验和理论研究证明：
讨
论
如图所示，物体所受的向心力是由什么力提供的？
向心力是一个效果力，可以是一个力，也可能是几个力 的合力或某个力的分力。
《5.6 向心力 》课件1（人 教版必修2）
导
入
• 什么是匀速圆周运动? • “匀速”的含义是什么？
匀速圆周运动是变速曲线运动 那么匀速圆周运动的物体所受的外力有何特点？
思
考
实验1：在光滑的水平桌面上，用绳拴住一个小球，绳 的另一端固定，用手轻击小球，观察小球的运动。 观察：绳绷紧后，小球做什么运动？ 思考：此时小球受到哪些 力的作用？合外力有什么 特点？
讨
论
如图所示： • 当转速相同时，线长易断， 还是线短易断？ 为什么？ • 如果在运动时系线被一个 钉子挡住，随后重物以不 变的速率在系线的牵引下 绕钉子做圆周运动，系线 碰钉子时钉子离重物越远 线易断还越近线易断？ 为什么？
概
念
v
物体做匀速圆周运动, 始终受到一个指向 圆心的合力，这个力叫做向心力。
v
O
.F
向心力的方向时刻指向圆心，只是改变 速度的方向，不改变速度的大小。
F
F
O
· v
F
Hale Waihona Puke v思考：向心力的大小与哪些因素有关？
感
受
实验2：用细绳连接的钢球、木球各一个，拉住 绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动。分别 改变转动的快慢、细绳的长短做几次实验。
向心力的大小与m、R、V、 ω有关。
探
究
向心力的大小
向心力演示器
控制变量法 相同 不同 结果 m越大，F向越大 r越大，F向越大 ω越大，F向越大
ω、r
ω、m r、 m
m
r ω
实验和理论研究证明：
讨
论
如图所示，物体所受的向心力是由什么力提供的？
向心力是一个效果力，可以是一个力，也可能是几个力 的合力或某个力的分力。
《5.6 向心力 》课件1（人 教版必修2）
导
入
• 什么是匀速圆周运动? • “匀速”的含义是什么？
匀速圆周运动是变速曲线运动 那么匀速圆周运动的物体所受的外力有何特点？
思
考
实验1：在光滑的水平桌面上，用绳拴住一个小球，绳 的另一端固定，用手轻击小球，观察小球的运动。 观察：绳绷紧后，小球做什么运动？ 思考：此时小球受到哪些 力的作用？合外力有什么 特点？
讨
论
如图所示： • 当转速相同时，线长易断， 还是线短易断？ 为什么？ • 如果在运动时系线被一个 钉子挡住，随后重物以不 变的速率在系线的牵引下 绕钉子做圆周运动，系线 碰钉子时钉子离重物越远 线易断还越近线易断？ 为什么？
概
念
v
物体做匀速圆周运动, 始终受到一个指向 圆心的合力，这个力叫做向心力。
v
O
.F
向心力的方向时刻指向圆心，只是改变 速度的方向，不改变速度的大小。
F
F
O
· v
F
Hale Waihona Puke v思考：向心力的大小与哪些因素有关？
感
受
实验2：用细绳连接的钢球、木球各一个，拉住 绳的一端，让小球尽量做匀速圆周运动。分别 改变转动的快慢、细绳的长短做几次实验。