新教材人教版高中物理必修第二册课件-第六章2向心力
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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
高中物理(新人教必修二)5.6《向心力》课件1
向
v2 (2)由牛顿第二定律得：mgtan α＝m r . 由几何关系得r＝Lsin α， 所以，小球做匀速圆周运动的线速度大小为 v＝ gLtan α sin α. (3)小球运动的角速度大小 v gLtan α sin α ω＝ r ＝ ＝ Lsin α 2π 小球运动的周期T＝ ω ＝2π g ， Lcos α Lcos α g .
• 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 指向圆心 到 的力均可称作向心 合力 力． • (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力 的 ，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．
• 第六节 向心力
• 1．理解向心力的概念及其表达式的含义． • 2 ．知道向心力大小与哪些因素有关，并能 用来进行计算． • 3 ．知道向心力是效果力，会在实际问题中 分析向心力来源．
一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体受到 合力． 2．方向：始终指向 圆心 ．
指向圆心
的
v2 mr 3．公式：Fn＝ 或Fn＝ mω2r .
• •
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(这种运动通常称为圆锥摆运动 )，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的大小及小球的向心力F向的大 小； • (2)小球运动的线速度的大小； • (3)小球运动的角速度大小及周期．
• 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．
v2 (2)由牛顿第二定律得：mgtan α＝m r . 由几何关系得r＝Lsin α， 所以，小球做匀速圆周运动的线速度大小为 v＝ gLtan α sin α. (3)小球运动的角速度大小 v gLtan α sin α ω＝ r ＝ ＝ Lsin α 2π 小球运动的周期T＝ ω ＝2π g ， Lcos α Lcos α g .
• 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 指向圆心 到 的力均可称作向心 合力 力． • (2)匀速圆周运动中向心力可能是物体所受力 的 ，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．
• 第六节 向心力
• 1．理解向心力的概念及其表达式的含义． • 2 ．知道向心力大小与哪些因素有关，并能 用来进行计算． • 3 ．知道向心力是效果力，会在实际问题中 分析向心力来源．
一、向心力 1．定义：做匀速圆周运动的物体受到 合力． 2．方向：始终指向 圆心 ．
指向圆心
的
v2 mr 3．公式：Fn＝ 或Fn＝ mω2r .
• •
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(这种运动通常称为圆锥摆运动 )，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的大小及小球的向心力F向的大 小； • (2)小球运动的线速度的大小； • (3)小球运动的角速度大小及周期．
• 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．
新教材2023年高中物理 第6章第2课时 实验：探究向心力大小的表达式课件 新人教版必修第二册
思考辨析
1．在实验中，有哪些方法可以判定两个物理量是否成正比？ 提示：(1)图像法：观察两个物理量在坐标系中是否成一条过原点的 倾斜的直线。 (2)比值法：两个量的比值是否一定。 2．实验中判断两个物理量的正比关系时，是否需要测出各个物理 量的具体数值？ 提示：不需要，只需得到对应量的比值。
四、数据收集与分析 1．列Fn、r数据收集表： 把小球在不同半径时测出的向心力填在表中：
实验序号 r Fn
12345
2．列Fn、m数据收集表： 把使用不同质量的小球测出的向心力填在表中：
实验序号 m Fn
12345
3．列Fn、ω数据收集表： 把小球在不同角速度时测出的向心力填在表中：
实验序号 ω ω2 Fn
12345
4．Fn为纵坐标，r、m和ω2为横坐标，根据数据作出图像，用曲线 拟合测量点，找出规律。
B．将两小球分别放在挡板A与
挡板C进行操作
C．将两小球分别放在挡板B与
挡板C进行操作
D．调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同
解析：实验目的是“探究向心力与角速度之间的关系”，用控制变 量法进行探究，在保证小球质量、圆周半径一定(相同)的前提下，探究 小球向心力大小与小球角速度大小之间的关系，题中已经选用的两个小 球质量相同，则再需保证圆周半径相等，就可以开始实验了，故两小球 应分别放在挡板A与挡板C进行操作(半径相等)，而两个变速塔轮角速度 相同，只是让皮带连接的两个转盘边缘点的线速度相等，不是这个实验 需要保证的条件，故A、C、D错误，B正确。
探究 二 典题剖析
创新型实验
典题 2 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心 力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置 在水平光滑圆盘上。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的 线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F 与线速度v的关系：
新教材高中物理第六章圆周运动2.向心力第2课时向心力的分析和向心力公式的应用课件新人教版必修第二册
C．运动员入弯时的向心力为648 N
D．入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°
答案：BC
D．小球2日，在速度滑冰男子500 m决赛上，高亭宇以34秒32
的成绩刷新奥运纪录．国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹
射装置，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加
速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练．已
变汽车速度的方向．( × )
共研·突破关键能力
目标一 向心力的来源分析和计算
【导思】
如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，角速度为4
rad/s，盘面上距离圆盘中心0.1 m的位置有一个质量
为0.1 kg的小物体随圆盘一起转动．
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力大小为多少？
(2)小物体所需向心力由什么力提供？大小是多少？
)
mv
A．
R
mv2
C． 2
R
mv2
B．
R
mv
D． 2
R
答案：B
v2
解析：根据向心力公式得F向＝m ，故选B.
R
3．如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆
盘上放一块橡皮，橡皮随圆盘一起转动(俯视为逆时针)．某段时间内
圆盘转速不断增大，但橡皮仍相对圆盘静止．在这段时间内，关于橡
皮所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是(
求解．
(4)根据F合＝F向列方程，求解．
目标二 变速圆周运动和一般的曲线运动
【导思】
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏．
(1)当秋千向下荡时，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？运动过
D．入弯时冰刀与水平冰面的夹角大于45°
答案：BC
D．小球2日，在速度滑冰男子500 m决赛上，高亭宇以34秒32
的成绩刷新奥运纪录．国家速度滑冰队在训练弯道技术时采用人体高速弹
射装置，在实际应用中装置在前方通过绳子拉着运动员，使运动员做匀加
速直线运动，到达设定速度时，运动员松开绳子，进行高速入弯训练．已
变汽车速度的方向．( × )
共研·突破关键能力
目标一 向心力的来源分析和计算
【导思】
如图所示，圆盘在水平面内匀速转动，角速度为4
rad/s，盘面上距离圆盘中心0.1 m的位置有一个质量
为0.1 kg的小物体随圆盘一起转动．
(1)小物体做匀速圆周运动的向心力大小为多少？
(2)小物体所需向心力由什么力提供？大小是多少？
)
mv
A．
R
mv2
C． 2
R
mv2
B．
R
mv
D． 2
R
答案：B
v2
解析：根据向心力公式得F向＝m ，故选B.
R
3．如图，一圆盘可绕一通过圆心且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆
盘上放一块橡皮，橡皮随圆盘一起转动(俯视为逆时针)．某段时间内
圆盘转速不断增大，但橡皮仍相对圆盘静止．在这段时间内，关于橡
皮所受摩擦力Ff的方向的四种表示(俯视图)中，正确的是(
求解．
(4)根据F合＝F向列方程，求解．
目标二 变速圆周运动和一般的曲线运动
【导思】
荡秋千是小朋友很喜欢的游戏．
(1)当秋千向下荡时，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？运动过
高中物理 必修第二册 第六章 2 第2课时 向心力的分析和向心力公式的应用
目录
(2)如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么他所受摩擦力是否仍指向圆 心：________________。 解析 由分析知，小强在竖直方向上受力平衡。在水平方向上，当小强随 圆盘一起做变速圆周运动时，合力有沿平行切线方向的分力，不再指向圆 心，即小强所受摩擦力不再指向圆心。
目录
1．如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周
目录
荡秋千是小朋友很喜欢的游动。
()
(2)绳子拉力与小朋友受到的重力的合力指向悬挂点。
(3)小朋友在最低点时所受向心力最大。
()
× × () √
目录
2 素养浸润·提能力 互动探究 重难突破 目录
要点一 向心力的来源分析和计算
如图所示，在匀速转动的水平圆盘上有一个相对圆盘静止的物体。
运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是
()
A．汽车处于平衡状态
B．汽车的向心力由重力和支持力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供
D．汽车的向心力由支持力提供
解析：汽车转弯时存在向心加速度，运动状态不断变化，所以不是处
于平衡状态，故A错误；汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支
持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在
目录
对向心力来源的理解 (1)向心力是根据力的作用效果命名的。它可以由重力、弹力、摩擦力等各种
性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。 (2)当物体做匀速圆周运动时，由于物体沿切线方向的加速度为零，即切线方
向的合力为零，物体受到的合力一定指向圆心，以提供向心力并产生向心 加速度。 (3)当物体做非匀速圆周运动时，其向心力为物体所受的合力在半径方向上的 分力，而合力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。 (4)物体做变速圆周运动过程中，物体受到的合力与速度方向的夹角为锐角时， 速率增大；物体受到的合力与速度方向的夹角为钝角时，速率减小。
(2)如果小强随圆盘一起做变速圆周运动，那么他所受摩擦力是否仍指向圆 心：________________。 解析 由分析知，小强在竖直方向上受力平衡。在水平方向上，当小强随 圆盘一起做变速圆周运动时，合力有沿平行切线方向的分力，不再指向圆 心，即小强所受摩擦力不再指向圆心。
目录
1．如图所示，汽车在一水平公路上转弯时，汽车的运动可视为匀速圆周
目录
荡秋千是小朋友很喜欢的游动。
()
(2)绳子拉力与小朋友受到的重力的合力指向悬挂点。
(3)小朋友在最低点时所受向心力最大。
()
× × () √
目录
2 素养浸润·提能力 互动探究 重难突破 目录
要点一 向心力的来源分析和计算
如图所示，在匀速转动的水平圆盘上有一个相对圆盘静止的物体。
运动。下列关于汽车转弯时的说法正确的是
()
A．汽车处于平衡状态
B．汽车的向心力由重力和支持力提供
C．汽车的向心力由摩擦力提供
D．汽车的向心力由支持力提供
解析：汽车转弯时存在向心加速度，运动状态不断变化，所以不是处
于平衡状态，故A错误；汽车在水平面内做匀速圆周运动，重力和支
持力都沿竖直方向，不可能提供向心力，所以提供向心力的一定是在
目录
对向心力来源的理解 (1)向心力是根据力的作用效果命名的。它可以由重力、弹力、摩擦力等各种
性质的力提供，也可以由它们的合力提供，还可以由某个力的分力提供。 (2)当物体做匀速圆周运动时，由于物体沿切线方向的加速度为零，即切线方
向的合力为零，物体受到的合力一定指向圆心，以提供向心力并产生向心 加速度。 (3)当物体做非匀速圆周运动时，其向心力为物体所受的合力在半径方向上的 分力，而合力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。 (4)物体做变速圆周运动过程中，物体受到的合力与速度方向的夹角为锐角时， 速率增大；物体受到的合力与速度方向的夹角为钝角时，速率减小。
向心力【新版】人教版(2019)高中物理必修第二册上课课件
（ 教 学 提 纲 ）第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 （201 9）高中 物理必 修第二 册获奖 课件（ 免费下 载）
预习自测
『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。 ( )
如图所示，细线拴住小球在竖直面内做匀 速圆周运动，当小球经过最低点时， 向心力由细线的拉力和重力的合力提供。
（ 教 学 提 纲 ）第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 （201 9）高中 物理必 修第二 册获奖 课件（ 免费下 载）
向心力来源
实例分析
如图所示，小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运
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向心力来源
实例分析
摩擦力提供 向心力
如图所示，物体随转盘做匀速圆周运动，且 物体相对于转盘静止，向心力由转盘对物体 的静摩擦力提供
合力提供 向心力
5．向向心力心来力源来源的实例分析
实例分析
如图所示，用细绳拴住小球在竖直平面内转动，
重力提供
当它经过最高点时，若绳的拉力恰好为零，则
向心力
此时向心力由重力提供
弹力提供 向心力
如图所示，用细绳拴住小球在光滑的水平面内做匀速圆 周运动，向心力由绳子的拉力提供
（ 教 学 提 纲 ）第6章 第2节 向心力 —2020 -2021学 年【最 新版】 人教版 （201 9）高中 物理必 修第二 册获奖 课件（ 免费下 载）
2022年人教版高中物理必修二第六章圆周运动第2节向心力第1课时 向心力
第六章 圆周运动2．向心力 第1课时 向心力【课标定向】1．通过实验，探究并了解匀速圆周运动向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
2．能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
【素养导引】1．理解向心力的概念及其特点、表达式。
(物理观念)2．通过比较，知道变速圆周运动的合力与向心力的大小与方向。
(科学思维) 3．利用向心力演示器探究向心力大小的表达式。
(科学探究)一、向心力定义 做匀速圆周运动的物体受到总指向圆心的合力方向 始终沿着半径指向圆心 特点 只改变速度的方向 效果力 根据力的作用效果命名表达式F n ＝m v 2r＝m ω2r二、变速圆周运动和一般曲线运动 1．变速圆周运动合力的作用效果： 变速圆周运动的合力产生两个方向的效果：(1)跟圆周相切的分力F t ：与物体运动的方向平行，改变线速度的大小。
(2)指向圆心的分力F n ：与物体运动的方向垂直，改变线速度的方向。
2．一般曲线运动：(1)曲线运动：运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，如图所示。
(2)处理方法：将曲线分割成为许多很短的小段，这样，质点在每一小段的运动都可以看作圆周运动的一部分。
[思考] 如图为公路自行车比赛中运动员正在水平路面上做匀速圆周运动。
若将运动员与自行车看成整体，则运动员转弯时所需向心力的来源如何？所受的合力方向及作用效果是什么？提示：运动员转弯时所需向心力由重力、支持力和地面对车轮的摩擦力的合力提供。
合力指向圆心，充当向心力，改变速度的方向。
如图，一辆汽车正匀速通过一段弯道公路。
判断以下问题：1．汽车受到的合力为零。
( ×)2．汽车做圆周运动的向心力由汽车的牵引力提供。
( ×)3．汽车做圆周运动的向心力既可以改变汽车速度大小，也可以改变汽车速度方向。
( ×)一、向心力的理解及来源分析如图所示，飞机在空中水平面内做匀速圆周运动；滑冰运动员在水平面内做匀速圆周运动。
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第6章圆周运动第2节向心力课件
BCD
r
θ
O
G
F合
F
竖直方向:N cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r
竖直方向：N cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
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。
⑵向心力的来源：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。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
1.实验原理
F合=mgtanθ
r
θ
O
G
F
F合
Fn=mω2r
问题ห้องสมุดไป่ตู้论
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
2.测量问题
小球质量——
匀速圆周运动周期——
悬挂点到圆心竖直高度 ——
天平
秒表
刻度尺
匀速圆周运动半径——
刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径？ 2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
ω
O
G
FN
Ff
小球向心力的来源?
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
G
Ff
FN
ω
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?
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
θ
O'
O
R
ω
θ
ω
θ
m
m
O
r
mg
N
F合
mg
N
F合
F合＝mg tanθ
r
θ
O
G
F合
F
竖直方向:N cosθ＝mg 水平方向:F合=mω2r
竖直方向：N cosθ＝mg 水平方向：F合=mω2 R sinθ
沿光滑漏斗或碗内壁做圆周运动的小球
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。
⑵向心力的来源：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。 物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。
1.实验原理
F合=mgtanθ
r
θ
O
G
F
F合
Fn=mω2r
问题ห้องสมุดไป่ตู้论
1、如何测量tanθ? 2、如何测量ω？ 3、如何测量半径？
2.测量问题
小球质量——
匀速圆周运动周期——
悬挂点到圆心竖直高度 ——
天平
秒表
刻度尺
匀速圆周运动半径——
刻度尺
问题讨论
1、本实验是否一定要测量小球质量与圆周半径？ 2、如何测出悬点与球心的竖直高度？
ω
O
G
FN
Ff
小球向心力的来源?
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
G
Ff
FN
ω
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?
物块做匀速圆周运动时，合力提供向心力，即桶对物块的支持力。
匀速圆周运动实例分析——向心力的来源
θ
O'
O
R
ω
θ
ω
θ
m
m
O
r
mg
N
F合
mg
N
F合
F合＝mg tanθ
【高中物理】向心力 向心加速度 课件 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
2.保持绳的长度和小球的质量不变，改变小球转动的速度，感受向心力 的变化。
3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力 的变化。
猜想：向心力大小可能与小球质量、转动速度、转动半径有关。
探究向心力大小的表达式
1、体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _物__体__质__量__、_轨__道__半__径__、__运__动__快__慢_____ 有关 2、演示实验：用向心力演示器演示
【例1】 关于向心力的说法正确的是( B )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力 B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
【训练1】 如图所示，一圆盘可绕过圆盘中心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 一起做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法
【训练1】 (多选)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴 在绕中心轴OO′匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒
一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是( BC)
A.运动周期TA>TB B.筒壁对物体的弹力FNA>FNB C.线速度vA>vB D.物体受到的摩擦力FfA>FfB
03
变速圆周运动
当沿圆周运动的物体所受的合力指向圆心时，物体做匀速圆周运动。
ω
Ff FN
G
F合＝FN = Fn
3.圆锥摆做匀速圆周运动
θ
F
小球绕中心做匀速圆周运动
G=mg
F合O r
小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力
F合＝mgtanθ = Fn
4.小球在圆锥筒中做匀速圆周运动
3.保持小球的质量和小球转动的速度不变，改变绳的长度，感受向心力 的变化。
猜想：向心力大小可能与小球质量、转动速度、转动半径有关。
探究向心力大小的表达式
1、体验向心力的大小 猜想：向心力大小可能与 _物__体__质__量__、_轨__道__半__径__、__运__动__快__慢_____ 有关 2、演示实验：用向心力演示器演示
【例1】 关于向心力的说法正确的是( B )
A.物体由于做圆周运动而产生了向心力 B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小 C.对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力 D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
【训练1】 如图所示，一圆盘可绕过圆盘中心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 一起做匀速圆周运动，则关于木块A的受力，下列说法
【训练1】 (多选)如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴 在绕中心轴OO′匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒
一起做匀速圆周运动，则下列关系中正确的是( BC)
A.运动周期TA>TB B.筒壁对物体的弹力FNA>FNB C.线速度vA>vB D.物体受到的摩擦力FfA>FfB
03
变速圆周运动
当沿圆周运动的物体所受的合力指向圆心时，物体做匀速圆周运动。
ω
Ff FN
G
F合＝FN = Fn
3.圆锥摆做匀速圆周运动
θ
F
小球绕中心做匀速圆周运动
G=mg
F合O r
小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力
F合＝mgtanθ = Fn
4.小球在圆锥筒中做匀速圆周运动
高中新教材人教版物理课件 必修第二册 第六章 圆周运动 2-向心力 第1课时 向心力
典型例题
【例题1】 (多选)下列关于向心力的说法正确的是(
)
A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力
B.向心力不改变圆周运动中物体线速度的大小
C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合外力
D.做圆周运动的物体所受各力的合力一定充当向心力
答案:BC
解析:物体因受向心力而做圆周运动,A错误。因向心力始终
2.物体做一般曲线运动时,在每段小圆弧处仍可按圆周运动
规律进行处理。
【变式训练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,曲线上的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
线的拉力提供向心力,Fn=FT
速圆周运动
物体随转盘做匀速
圆周运动,且相对转
盘静止
转盘对物体的静摩擦力提供
向心力,Fn=Ff
示意图
实例
小球在细线作用下,
在水平面内做圆周
运动
向心力
小球的重力和细线的拉力的
合力提供向心力,Fn=F 合
木块随圆桶绕轴线
圆桶侧壁对木块的弹力提供
做圆周运动
向心力,Fn=FN
示意图
合力可以分解为两个相互垂直的分力:
(1)跟圆周相切的分力Ft,只改变速度的大小。
(2)指向圆心的分力Fn,提供物体做圆周运动所需的向心力,
只改变速度的方向。
2.一般的曲线运动。
(1)一般的曲线运动:运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲
线运动。
(2)处理方法:可以把这条曲线分割为许多很短的小段,质点
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。
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。
新教材高中物理第6章向心力第2课时实验：探究向心力大小的表达式学生用书新人教版必修第二册(含答案)
新教材高中物理学生用书新人教版必修第二册：第2课时实验：探究向心力大小的表达式1．探究向心力大小与质量、半径、角速度的关系。
2．学会用控制变量法探究物理规律。
类型一实验原理与操作【典例1】用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
(1)本实验采用的科学方法是________。
A．控制变量法B．累积法C．微元法D．放大法(2)图示情景正在探究的是________。
A．向心力的大小与半径的关系B．向心力的大小与线速度大小的关系C．向心力的大小与角速度大小的关系D．向心力的大小与物体质量的关系(3)通过本实验可以得到的结论是______。
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比[听课记录] _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________类型二数据处理和误差分析【典例2】如图所示，图甲为“利用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为其俯视图。
图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同。
当a、b两轮在皮带的带动下匀速转动时，(1)两槽转动的角速度ωA________ωB(选填“＞”“＝”或“＜”)。
(2)现有两个质量相同的钢球，球1放在A槽的横臂挡板处，球2放在B槽的横臂挡板处，它们到各自转轴的距离之比为2∶1，则钢球1、2的线速度之比为________；当钢球1、2各自对应的标尺露出的格数之比为______时，向心力公式F＝mω2r得到验证。
2021-高中物理人教版必修第二册课件：第六章圆周运动 第2节向心力
的两个变速塔轮的半径之比为ꢀꢀBꢀꢀ。
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶9 D.9∶1
【解析】ꢀ在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方 法为控制变量法。 （1）因F=mω2r，根据控制变量法的原理可知，在研究向心力的大小F与质量m的关系时，要保持其他的物理量不变，即保持角速度ω 和半径r相同，故选A。 （2）题图中所示两球的质量相同，转动的半径相同，根据F=mω2r可知，研 究的是向心力的大小F与角速度ω的关系，故选C。 （3）根据F=mω2r可知，两球的向心力之比为1∶9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1∶3，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速 度大小相等，根据v=rω可知与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为3∶1，故选B。
题6［2019·云南宣威九中高一检测］［多选］如图所示，A、B两个小球质量相
等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕
O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1
，AB绳上的拉力为F2，OB=AB，则（CDꢀꢀ）
A.A球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2 B.A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1
轻绳栓一小球,在光滑桌面上做匀速圆周运动
小球受到几个力的作用? 这几个力的合力沿什么方向?
F
FN
G
小球受到重力、桌面的支持力和绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消，合力为绳子的拉力，沿着绳子指 向圆心。
向心力
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合 力，这个力叫做向心力
2、方向特点：
总指向圆心，沿半径方向与线速度垂直，方向不断 变化
A.1∶3 B.3∶1 C.1∶9 D.9∶1
【解析】ꢀ在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方 法为控制变量法。 （1）因F=mω2r，根据控制变量法的原理可知，在研究向心力的大小F与质量m的关系时，要保持其他的物理量不变，即保持角速度ω 和半径r相同，故选A。 （2）题图中所示两球的质量相同，转动的半径相同，根据F=mω2r可知，研 究的是向心力的大小F与角速度ω的关系，故选C。 （3）根据F=mω2r可知，两球的向心力之比为1∶9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1∶3，因为靠皮带传动，变速塔轮的线速 度大小相等，根据v=rω可知与皮带连接的两个变速塔轮对应的半径之比为3∶1，故选B。
题6［2019·云南宣威九中高一检测］［多选］如图所示，A、B两个小球质量相
等，用一根轻绳相连，另有一根轻绳的两端分别连接O点和B点，让两个小球绕
O点在光滑水平桌面上以相同的角速度做匀速圆周运动，若OB绳上的拉力为F1
，AB绳上的拉力为F2，OB=AB，则（CDꢀꢀ）
A.A球所受向心力为F1，B球所受向心力为F2 B.A球所受向心力为F2，B球所受向心力为F1
轻绳栓一小球,在光滑桌面上做匀速圆周运动
小球受到几个力的作用? 这几个力的合力沿什么方向?
F
FN
G
小球受到重力、桌面的支持力和绳子的拉力。
重力和支持力相互抵消，合力为绳子的拉力，沿着绳子指 向圆心。
向心力
1、定义：
做匀速圆周运动的物体一定受到一个指向圆心的合 力，这个力叫做向心力
2、方向特点：
总指向圆心，沿半径方向与线速度垂直，方向不断 变化
新教材高中物理第六章圆周运动2.向心力第1课时实验：探究向心力大小的表达式课件新人教版必修第二册
，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( )
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
实验过程如下． (1)把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半 径相同，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与___转__速___的
关系，将实验数据记录在表格中． (2)保持两个小球质量不变，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连
的左、右两轮半径r左____＝____r右(选填“>”“＝”或“<”)，保证两轮转 速相同．增大长槽上小球的运动半径，探究向心力的大小与运动半径
Fn/N
0.70 1.35 1.90 2.42 3.10
ω2/(102 rad·s－1)2 2.3 4.6 6.6 8.3 10.7
(3)为了探究向心力大小与转动半径、质量的关系，还需要用到的实 验器材有_刻__度__尺__、__天_平__．
解析：为了探究向心力大小跟转动半径、质量的关系，还需要用刻度尺测金属 块的转动半径，用天平测量金属块的质量m.
【典例】 例 1 (多选)下列关于向心力的说法正确的是( ) A．做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力 B．匀速圆周运动的向心力是恒力 C．匀速圆周运动的向心力的大小一直在变化 D．向心力只改变物体速度的方向
答案：AD
解析：做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力，其方向不断变化，但大 小不变．向心力总与速度方向垂直，故向心力的作用效果只改变速度的方向．选 项A、D正确．
(2)物理学中此种实验方法叫_控__制__变__量_法． (3)小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感 受时说：“手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心 的离心力，跟书上的说法不一样．”你认为该同学的说法是否正确，为什 么？
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
实验过程如下． (1)把两个质量相同的小球分别放在长槽和短槽上，使它们的运动半 径相同，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与___转__速___的
关系，将实验数据记录在表格中． (2)保持两个小球质量不变，调整塔轮上皮带的位置，使与皮带相连
的左、右两轮半径r左____＝____r右(选填“>”“＝”或“<”)，保证两轮转 速相同．增大长槽上小球的运动半径，探究向心力的大小与运动半径
Fn/N
0.70 1.35 1.90 2.42 3.10
ω2/(102 rad·s－1)2 2.3 4.6 6.6 8.3 10.7
(3)为了探究向心力大小与转动半径、质量的关系，还需要用到的实 验器材有_刻__度__尺__、__天_平__．
解析：为了探究向心力大小跟转动半径、质量的关系，还需要用刻度尺测金属 块的转动半径，用天平测量金属块的质量m.
【典例】 例 1 (多选)下列关于向心力的说法正确的是( ) A．做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力 B．匀速圆周运动的向心力是恒力 C．匀速圆周运动的向心力的大小一直在变化 D．向心力只改变物体速度的方向
答案：AD
解析：做匀速圆周运动的物体所受的合力提供向心力，其方向不断变化，但大 小不变．向心力总与速度方向垂直，故向心力的作用效果只改变速度的方向．选 项A、D正确．
(2)物理学中此种实验方法叫_控__制__变__量_法． (3)小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内做圆周运动的同学谈感 受时说：“手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心 的离心力，跟书上的说法不一样．”你认为该同学的说法是否正确，为什 么？
高中物理第六章圆周运动2.向心力第2课时实验探究向心力大小的表达式课件必修第二册
比． (2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比． (3)在半径和角速度一定的情况下，向心力的大高一检测]如图甲为探究向心力的大小Fn与质量m、角 速度w和半径r之间关系的实验装置，图乙为示意图，图丙为俯视 图．图乙中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，a、b两轮在皮带的带动下
3.保持ω和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力Fn与质量m之间 的关系(如表所示)，记录实验数据．
序号 1 2 3 4 5 6 Fn m
4.数据处理：分别作出Fn－ω2、Fn－r和Fn－m的图像．用曲线拟合 测量点，找出规律．
5．实验结论 (1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正
(3)待测物体质量的表达式为______________________．
说法不对．该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸 杯，细绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力指向圆心．细绳对手的拉力与向心 力大小相等，方向相反，背离圆心
探究点二 探索创新实验
应用体验 例2 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的向心力、轨道半 径及线速度大小关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀 速圆周运动．力传感器测量向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速 度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心 力Fn与线速度大小v的关系． (1)该同学采用的实验方法为__B______． A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
匀速转动．
(1)在该实验中应用了_控__制_变__量__法____(选填“理想实验法”“控制变量 法”或“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半 径r之间的关系．
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是 在验证向心力的大小Fn与__B______的关系．
3.保持ω和r一定：研究小球做圆周运动所需向心力Fn与质量m之间 的关系(如表所示)，记录实验数据．
序号 1 2 3 4 5 6 Fn m
4.数据处理：分别作出Fn－ω2、Fn－r和Fn－m的图像．用曲线拟合 测量点，找出规律．
5．实验结论 (1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正
(3)待测物体质量的表达式为______________________．
说法不对．该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是纸 杯，细绳的拉力提供纸杯做圆周运动的向心力指向圆心．细绳对手的拉力与向心 力大小相等，方向相反，背离圆心
探究点二 探索创新实验
应用体验 例2 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的向心力、轨道半 径及线速度大小关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀 速圆周运动．力传感器测量向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速 度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心 力Fn与线速度大小v的关系． (1)该同学采用的实验方法为__B______． A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
匀速转动．
(1)在该实验中应用了_控__制_变__量__法____(选填“理想实验法”“控制变量 法”或“理想模型法”)来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半 径r之间的关系．
(2)如图乙所示，如果两个钢球质量相等，且a、b轮半径相同，则是 在验证向心力的大小Fn与__B______的关系．