5.6向心力(理科)
高一物理 5.6向心力
2
2
2
2 2 2 2 mr ( ) mr(2 f ) mr(2 n) T
• 1定义:做圆周运动的物体所受到的 指向圆心方向的合力 2特点: 1)向心力方向总是指向圆心， 时刻在变化，是一个变力 O
F合
V
2）向心力只改变速度方向， 不改变速度大小
把盛水的水桶拴在长为L的绳子的一端，使这个水桶在竖 直平面内做圆周运动，要使水在转到最高点时也不从桶里 流出来，这时水桶转动的最小角速度应为（ C ）
• A
2gl
B 2
gl
C
g l
D
g 2l
如图，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一 端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动， 以下说法正确的是（ AC ） A 小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零； gR B 小球过最高点时的起码速度为 C.小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所 受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的 作用力 D.小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球 所受重力的方向相反。
特别提醒：
(1)绳模型和杆模型过最高点的临界条件不同，其原因 主要是： “绳”不能支持物体，而“杆”既能支持物体也能拉 物体. (2)v临＝ 界点.
gr
对绳模型来说是能否通过最高点的临界
点，而对杆模型来说是FN表现为支持力还是拉力的临
3．(2012· 徐州 )有一长度为L＝0.50 m的轻质细杆OA，A
可估算该女运动员( AC )
A．受到的拉力约为 350 B．受到的拉力约为 350 N C．向心加速度约为 10 m/s2 D．向心加速度约为 10 2 m/s2 2 N
二、离心运动
1 ． 定 义 ： 做 _______ 运 动 的 物 体 ， 在 合 力 圆周 ___________或者__________提供圆周运动所需的 突然消失 不足以
第5章5.6 向心力
第6节向心力教学目标：1、学习向心力概念,知道向心力是根据力的效果命名的。
2、熟悉影响向心力大小的各个因素,并能用来进行简单的情景计算。
3、初步了解变速圆周运动切向力和法向力的作用效果。
4、知道处理一般曲线运动的思想方法。
教学重点：1、理解向心力和向心加速的概念。
2、明确向心力的意义、作用、公式及其变形。
教学难点：匀速圆周运动的向心力是大小不变，方向在时刻改变。
教学方法：讲练法，归纳法教学过程：（一）导入新课前面两节课，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.知道了什么是向心加速度和向心加速度的计算公式，这节课我们再来学习物体做圆周运动的动力学特征。
（二）新课教学一、向心力由于做匀速圆周运动的物体受到的合外力始终指向圆心，所以我们把匀速圆周运动物体所受的合外力又称作向心力。
做匀速圆周运动的物体所受的合外力真的指向圆心吗？下面我们结合几个实例体会验证一下这个结论。
毕竟理论只有结合实际才能被更透彻地理解。
地球绕太阳的运动可以近似看成匀速圆周运动，试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所有受的合外力的特点。
解析：地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。
该吸引力指向地球做圆周运动的圆心即日心。
光滑桌面上一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上的图钉做匀速圆周运动。
解析：小球受重力、支持力、绳子的拉力。
合力是绳子的拉力，方向沿绳子指向圆心（图钉）使转台匀速转动，转台上的物体也随之做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对滑动解析：物体受重力、支持力、静摩擦力。
合外力为静摩擦力，方向指向圆心。
大家结合生活实验仔细体会向心力的定义，回答下面的问题。
问题：向心力是不是像重力、弹力、摩擦力那样按性质来命名的？如果是，那么它的施力物体是什么？如果不是，那它是按什么来命名的？解析：向心力不是按性质命名的，它只是做匀速圆周运动的物体所受的合外力。
是按效果命名的。
本质上它是做匀速圆周运动的物体所受的合外力，只是因为其特殊性：始终指向圆心。
学案7：5.6向心力
5.6 向心力【学习目标】1．做匀速圆周运动的物体受到了指向圆心的合力，这个合力叫向心力， 它是产生向心加速度的原因。
2．向心力的大小为F n ＝m v 2r ＝mω2r ，向心力的方向始终指向圆心，与线速度方向垂直。
3．向心力可能等于合外力，也可能等于合外力的一个分力，向心力是根据效果命名的力。
4．可把一般的曲线运动分成许多小段，每一小段按圆周运动处理。
【基础知识梳理】 一、 向心力 1．向心力 (1)定义：做匀速圆周运动的物体受到 的合力。
(2)方向：始终指向 ，与 方向垂直。
(3)公式：F n ＝ 或F n ＝ 。
(4)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，不管属于哪种性质，都是向心力。
2．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 ，组成一个圆锥摆，如图所示。
(2)求向心力：①可用F n ＝m v 2r 计算钢球所受的向心力。
②可计算 和 的合力。
(3)结论：代入数据后比较计算出的向心力F n 和钢球所受合力F 的大小，即可得出结论：钢球需要的等于钢球所受外力的。
二、变速圆周运动和一般的曲线运动1．变速圆周运动变速圆周运动所受合外力一般不等于，合外力一般产生两个方面的效果：(1)合外力F跟圆周相切的分力F t，此分力产生切向加速度a t，描述变化的快慢。
(2)合外力F指向圆心的分力F n，此分力产生向心加速度a n，向心加速度只改变速度的方向。
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，每一小段可看作一小段。
圆弧弯曲程度不同，表明它们具有不同的半径。
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。
【基础题组自测】1．判一判(1)向心力既可以改变速度的大小，也可以改变速度的方向。
( )(2)物体做圆周运动的速度越大，向心力一定越大。
( )(3)向心力和重力、弹力一样，是性质力。
( )(4)圆周运动中指向圆心的合力等于向心力。
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
5.6 向心力
4.解：设小球的质量为m。钉子A与小球的 距离为r，小球从一定高度下落的过程中，势能 转化成动能，所以机械能守恒，通过最低点的 速度为定值，设为v0。小球通过最低点时作半径 为r的圆周运动，绳子的拉力FT和重力G的合力 提供向心力，即 FT-G=mv2/r FT=G+mv2/r 在G、m 、v一定的情况下，r越小，FT越大， 绳子越容易断。
运动状态改变
一定受到外力
实验
（1）用细线拉动一个小球甩动起来感受和观察 小球的运动情况 向心力由拉力F和重力G
F
θ
的合力提供。
F合 O
r
G
向心力特点： （1）方向时刻在变化 （2）总指向圆心 （3）时刻与速度方向垂直
一、向心力 1、定义：做匀速圆周运动的物体，受到始 终指向圆心的合力，这个力叫做向心力。 2、方向：总是沿着半径指向圆心，始终与 线速度方向垂直，方向时刻改变，所以向心 力是变力。 3、大小：
2.变速圆周运动和一般的曲线运动
四、变速圆周运动和一般曲线运动 1、变速圆周运动
（1）定义：线速度改变的圆周运动叫变速圆 周运动
（2）变速圆周运动同时具有向心加速度和切 向加速度。匀速圆周运动只有向心加速度。 （3）匀速圆周运动中，向心力由物体所受合 力提供；变速圆周运动中，物体所受合力一 方面改变速度的方向，另一方面改变速度的 大小。
律得F=3.58×1022N
2. 解：小球在漏斗壁上 的受力分析如右图所示:
FN
小球所受重力G，漏斗壁对
小球的支持力FN的合力提 供了小球的向心力。 G
3. 解: （1）根据牛顿第二运动定律 得:F=mrω2=0.1×42×0.1N=0.16N （2）甲的意见正确 摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的趋势方 向相反。小物体在随转盘匀速运动的过程中，相 对转盘有沿半径向外的运动趋势。
高中物理人教版必修2 5.6 向心力
2.方向：始终沿着 半径 指向 圆心 .
3.表达式：v2 (1)Fn＝_m__r_ (2)Fn＝_m_ω__2r_
F合 ma
F向
m v2 r
m 2r m( 2 )2 r
T
4.向心力是根据力的 作用效果来命名的，凡是产生
向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力.
随堂演练
2、下列关于向心力的说法正确的是 A、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)指向圆心的分力Fn：产生 向心 加速度，
此加速度描述线速度 方向 改变的快慢.
图1
2.一般的曲线运动的处理方法 (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：可以把曲线分割成许多很短的小段，每一小段可看做 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分 析方法进行处理.
提高练习
4、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(a)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，这个圆就叫做A点的曲
率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成
α角的方向已速度v0抛出，如图(b)所示。则在其轨迹最高点P处
随堂演练 1.(多选)如图所示，用细绳拴一小球在光滑桌面上绕一铁钉(系一绳套) 做匀速圆周运动，关于小球的受力，下列说法正确的是
√A.重力、支持力、绳子拉力
B.重力、支持力、绳子拉力和向心力 C.重力、支持力、向心力
√D.绳子拉力充当向心力
一、向心力
v
小球受力分 析：
F OO F
5.6 向心力
上节课我们学了向心加速度，这节课我们来学习向心力。
我们在生活中其实经常遇到向心力和向心加速度，比如坐一些过山车之类的，大家会感觉整个身体快飞出去了。
其实那时候我们就在做圆周运动，在那种情况下我们应该很深刻的体会到向心力的可怕之处，感觉心脏都要跳出来了。
【视频】那这节课我们就一起来学习什么是向心力？向心力如何表达？以及向心力在生活中有着怎样的应用？好，首先我们看什么是向心力，即定义。
顾名思义，“向心力”F向就是：做圆周运动的物体，受到的指向圆心的力。
指向圆心简称“向心”。
那么这个力有什么特别之处吗？通过举一个例子大家来归纳。
这是一个圆周运动的轨迹，我们在其上标出4等分点A,B,C,D，我们知道曲线运动的速度沿着轨迹的切线方向，所以这4个点的方向是水平向右，竖直向下，水平向左，竖直向上的。
那下面我请4位同学结合定义（指向圆心的力）在黑板上标出这4个点受到的向心力的方向，注意把箭头画出来。
好，他们画完了。
同学们通过观察，发现这4个力都是指向圆心的，除此之外它们还有什么共同点吗？（标垂足）哎！它们是不是与速度都是垂直的？对，这就是向心力的第一个特征：方向始终与速度垂直，即θ=90°；那更深层次地，向心力还有没有其他特征呢？我们在本学期的第一节课就曾介绍过，当力与速度垂直时，只能改变速度的什么？方向不改变速度的大小。
而夹角小鱼90°，速度比变快；夹角大于90°，速度变慢。
所以向心力的第二个特征就是：只改变速度的方向，不影响速度的大小。
下一个问题是，向心力究竟从何而来？是你给它的还是从石头里蹦出来的？肯定有个出处。
所以我们要探究向心力的来源是什么。
好，这里举3个高考常见的模型。
第一个，我们在数学中用平行四边形表示平面，那这是一个平面，平面上有一个钉子，与钉子相连有一根绳子，绳子末端系一个小球，现在我们悠着小球在平面内做圆周运动，请问：小球受几个力？分别是什么？3个力，有重力（受力分析顺序：一种二弹三摩擦），支持力，还有什么？由于小球有一个向外飞的趋势，绳子就会绷紧，从而产生一个对小球的拉力。
高中物理必修二5.6 向心力
例6：质量为m的小球，用长为L的线悬挂在O点，在 O点正下方处有一光滑的钉子O′，把小球拉到右侧某 一位置释放，当小球第一次通过最低点P时：
A、小球速率突然减小 B、小球角速度突然增大 C、小球向心加速度突然增大 D、摆线上的张力突然增大
例7：如图所示，MN为水平放置的光滑圆盘，半径 为1.0m，其中心O处有一个小孔，穿过小孔的细绳两 端各系一小球A和B，A、B两球的质量相等。圆盘上 的小球A作匀速圆周运动。问：
人生是愈取愈少，愈舍愈多，该当如何？少年时取其丰，壮年时取其实，老年时取其精。少年时舍其不能有，壮年时舍其不当有，老年时舍其 不必有。 家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物，但是在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 人不是坏的，只是习气罢了，每个人都有习气，只是深浅不同罢了。只要他有向善的心，能原谅的就原谅他，不要把他看做是坏人。 语言是心灵和文化教养的反映。
Ft
v
速度增大的
圆周运动 v
速度减小的 圆周运动
思考：匀速圆周运F合动所受的合F力t 充当向F心n 力，方向 始终指向圆心Fn；如O果一个沿圆周运动的F物合 体O所受的
合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 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）方向的合力
B、摆球只受重力、拉力的作用
C、摆球做匀速圆周运动的向心力为
D、摆球做匀速圆周运动的周期为
➢ 4、合外力提供向心力
FN
θ
m
r F合O
θω
mg
竖直方向：FN cosθ＝mg
水平方向：F合=mω2 R sinθ
竖直方向：FN cosθ＝mg
水平方向：F合=mω2r
【知识详解】物理必修二5.6向心力
第五章运动的描述第六节向心力【知识点详细解析】知识详解一、物体做匀速圆周运动的条件要点诠释：物体做匀速圆周运动的条件：具有一定速度的物体，在大小不变且方向总是与速度方向垂直的合外力的作用下做匀速圆周运动。
说明：从物体受到的合外力、初速度以及它们的方向关系上探讨物体的运动情况，是理解运动和力关系的基本方法。
知识详解二、关于向心力及其来源1、向心力要点诠释（1）向心力的定义：在圆周运动中，物体受到的合力在沿着半径方向上的分量叫做向心力.（2）向心力的作用：是改变线速度的方向产生向心加速度的原因。
（3）向心力的大小：22vF ma m mrrω===向向向心力的大小等于物体的质量和向心加速度的乘积；对于确定的物体，在半径一定的情况下，向心力的大小正比于线速度的平方，也正比于角速度的平方；线速度一定时，向心力反比于圆周运动的半径；角速度一定时，向心力正比于圆周运动的半径。
如果是匀速圆周运动则有：22222244vF ma m mr mr mr fr Tπωπ=====向向（4）向心力的方向：与速度方向垂直，沿半径指向圆心。
（5）关于向心力的说明：①向心力是按效果命名的，它不是某种性质的力；②匀速圆周运动中的向心力始终垂直于物体运动的速度方向，所以它只能改变物体的速度方向，不能改变速度的大小；③无论是匀速圆周运动还是变速圆周运动，向心力总是变力，但是在匀速圆周运动中向心力的大小是不变的，仅方向不断变化。
2、向心力的来源要点诠释（1）向心力不是一种特殊的力。
重力(万有引力)、弹力、摩擦力等每一种力以及这些力的合力或分力都可以作为向心力。
（2）匀速圆周运动的实例及对应的向心力的来源 (如表所示)：知识详解三、匀速圆周运动与变速圆周运动的区别1、从向心力看匀速圆周运动和变速圆周运动要点诠释：（1）匀速圆周运动的向心力大小不变，由物体所受到的合外力完全提供，换言之也就是说物体受到的合外力完全充当向心力的角色。
例如月球围绕地球做匀速圆周运动，它受到的地球对它的引力就是合外力，这个合外力正好沿着半径指向地心，完全用来提供月球围绕地球做匀速圆周运动的向心力。
5.6向心力
§5.6向心力设计思路向心力一节是圆周运动的的重点内容，学好本节对下一章的天体运动和高二阶段带电粒子在匀强磁场中运动的学习将会打好基础。
通过前一节的学习，学生已经知道了向心加速度的表达式，方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。
从实例出发，让学生体会到做圆周运动的物体需要有一个指向圆心的力，从而引出向心力的定义，强调向心力是根据力的作用效果来命名的。
引导学生，根据牛顿第二定律可得到向心力的表达式。
为了进一步理解向心力公式，分别用向心力演示仪演示实验来验证向心力表达式，通过圆锥摆学生实验粗略验证向心力的表达式。
使学生感受到理论知识来自于实践，能够用实验去证明。
然后，让学生通过做一做，亲自体会向心力的大小与那些因素相关。
最后，由实例引出变速圆周运动和一般曲线运动的分析处理方法。
教学目标1、知识与技能：①理解向心力的概念及其表达式的确切含义及其特点；②知道向心力大小与哪些因素相关，并能用来实行计算；③知道向心力是根据力的效果命名的，会分析向心力的来源；④初步了解用圆锥摆粗略验证向心力的表达式的原理。
2、过程与方法：①通过用向心力演示仪及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相关，并理解公式的含义；②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。
3、情感、态度与价值观：①体会实验是解决物理问题的一种基本途径，实验中，培养学生动手的习惯并提升分析问题、解决问题的水平；②通过实验探究活动，使学生获得成功的快乐，激发学习物理的兴趣。
教学重点：理解向心力的概念，掌握向心力的作用、表达式，并能用来实行计算。
教学难点：圆锥摆实验及相关物理量的测量，相关向心力的来源，使用向心力、向心加速度的知识解释相关现象。
教学时间：1课时学法指导： 自主阅读、实验探究，思考、讨论、交流、用心体会、推理归纳，练习巩固。
教法指导： 实验、讲授、讨论、归纳。
人教版高中物理必修二课件-5.6向心力
2
T
2
r
（5）记录数据
联系实际
联系实际2：你悠闲的坐在旋转木马 上，突然你想起了物理老师讲的向 心力，你凝视你的胸前，突然一个 想法闪过，能否用芜湖一中校牌加 上一些测量来粗略验证向心力的表 达式
物理是我的生活方式 ——李政道
谢谢Leabharlann F合 mg tan（2）列出合外力（向心力）产生向 心加速度的方程（用图中所给参数）
mg
tan
=m
2
T
2
r
（3）如果要验证以上结果，需要做 哪些测量？
mg
tan
=m
2
T
2
r
r、、T
（4）论证这些量测量的可行性，并
提出测量注意事项
mg tan
=m
2
T
2
r
r、、T
mg
r h
=m
6.向心力
复习提问
问题1：做匀速圆周运动的物体的加 速度有什么特点？
方向：指向圆心，我们称其为向心 加速度。
大小：an
v2或 r
an 2r
复习提问 问题2:产生加速度的原因是什么？
根据牛顿第二定律，力产生了加速 度。所以产生加速度的原因一定是 物体受到了指向圆心的合力。
得出结论
（1）做匀速圆周运动的物体，合外 力指向圆心，这个合外力又称为向 心力。
v2 （2）大小： Fn m r
Fn m 2r
实验探究 探究1：感受这个指向圆心的合外力
（碗壁光滑）
得出结论
（3）向心力是根据力的作用效果命 名的，凡是产生向心加速度的力， 不管属于哪种性质，都是向心力。
联系实际 联系实际1：人造重力
实验探究 探究2：用圆锥摆粗略验证向心力的 表达式 （1）通过受力分析列出圆锥摆合外 力的表达式（用图中所给参数）
高中物理专题5.6向心力讲基础版含解析新人教版必修2
高中物理专题5.6向心力讲基础版含解析新人教版必修25、6 向心力※知识点一、向心力一、对向心力的理解1、向心力的作用效果改变线速度的方向。
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。
2、向心力的特点(1)方向时刻在变化，总是与线速度的方向垂直。
(2)在匀速圆周运动中，向心力大小不变，向心力是变力，是一个按效果命名的力。
3、向心力的大小Fn＝ma＝m＝mrω2＝mωv＝mr4、向心力的来源向心力是从力的作用效果命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力，它可以是重力、弹力等各种性质的力，也可以是它们的合力，还可以是某个力的分力。
当物体做匀速圆周运动时，合外力就是向心力；当物体做变速圆周运动时，合外力指向圆心的分力就是向心力。
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。
分力提供向心力如图所示，小球在细线作用下，在水平面内做圆锥摆运动时，向心力由细线的拉力在水平面内的分力提供。
★思考与讨论1、向心力是一种特定性质的力吗？对物体受力分析时能否考虑向心力？向心力的方向与向心加速度的方向是否相同？提示：不是，向心力是效果力，对物体受力分析时不需考虑心力、向心力的方向与向心加速度的方向相同，始终指向圆心、2、向心力如何改变做圆周运动物体的运动状态？向心力计算公式对变速圆周运动是否适用？提示：向心力方向始终指向圆心，与做圆周运动物体的速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小、向心力计算公式对匀速圆周运动和变速圆周运动都适用、★1、匀速圆周运动的特点线速度大小不变、方向时刻改变；角速度、周期、频率都恒定不变；向心加速度和向心力大小都恒定不变，但方向时刻改变。
必修2：5.6向心力
5.6向心力教学目标：知识与水平（1）了解向心力概念，知道向心力是根据力的效果命名的一种力。
（2）知道向心力大小与哪些因素相关，能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
（3）知道一般圆周运动的处理方法。
（谁提供向心力）（1）通过对向心力概念的探究体验，让学生理解其概念的内涵。
并熟悉处理问题的一般方法：提出问题、分析问题、解决问题（2）在验证向心力表达式的过程中，体会物理实验在处理问题中的作用。
（3）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。
并学会用力和运动的观点来分析、解决问题。
情感态度与价值观（1）经历从自己提出问题到自己解决问题的过程，培养学生的问题意识及思维水平。
（2）经历从特殊到一般的研究过程，培养学生分析问题、解决问题的水平。
（3）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：理解向心力的概念、公式及匀速圆周运动中供求关系，并能用来实行简单的判断计算。
会分析向心力的来源教学难点：理解向心力是一个效果力，会分析向心力的来源，理解匀速圆周运动中由谁提供向心力.教学方法：通过前一节《向心加速度》的学习，学生已经知道了向心加速度的方向指向圆心，它描述了物体速度方向变化的快慢。
于是根据牛顿第二定律可知，这个加速度一定是因为它受到了指向圆心的力。
所以将向心加速度的表达式代入牛顿第二定律即可得到向心力的表达式。
但因为错误的经验或者说是思维定势，学生往往认为向心力是一种新的力，所以“向心力不是一种新的力，而是根据作用效果命名的力”（即向心力的来源）对学生来说，将是个难点。
本节课设计成了探究性学习课，即在教师创设情景，让学生自己提出想要知道的问题，在教师的引导下，通过全班同学的讨论，自评和互评来持续完善。
教师在教学中通过具体的实例、实验，激发学生的求知欲望，让学生主动参与到探究的过程，成为学习的主体，积极主动地获取知识和水平。
5.6向心力
5.6向心力:1、理解向心力的概念，知道向心力是根据力的作用效果命名的，会分析向心力的来源2、掌握向心力的表达式，能求解有关圆周运动的问题3、初步了解“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”的原理，会测量、分析实验数据获得实验结论，会分析求解圆锥摆问题。
【考点分类】考点1 向心力概念的理解1、定义：做匀速圆周运动的物体受到的指向圆心的力称为向心力2、方向：始终指向圆心，与线速度方向垂直3、向心力是按效果力命名的力，它可以由合力充当，也可以由分力充当，或由某个力的分力或几个力的合力充当4、作用：产生向心加速度，只改变线速度方向，不改变线速度大小考点2 向心力的大小及向心力的来源1、由牛顿第二定律n n ma F =及r rv a n 22ϖ==等可得向心力公式： v m r n m r f m r Tm r m r v m F n ϖπππϖ=⋅=⋅====222222224442、向心力的来源分析若物体做匀速圆周运动，其向心力必然是物体所受的合外力，它始终沿着半径方向指向圆心，并且大小恒定若物体做非匀速圆周运动，其向心力则为物体所受的合外力在半径方向上的分力，而合外力在切线方向的分力则用于改变速度的大小。
（1）向心力可能是重力（万有引力）：人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星受到的万有引力提供向心力（2）向心力可能是弹力：物体在光滑平面上，在绳的拉力作用下做匀速圆周运动，拉力（弹力）提供向心力（3）向心力可能是摩擦力：物体随转盘做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力（4）向心力可能是重力‘弹力的合力沿半径方向的分力：摆球做变速圆周运动，摆线的拉力与重力在摆线方向的分力提供向心力。
考点3 匀速圆周运动问题的求解方法从从动力学角度处理匀速圆周运动的思路和方法1、指导思路：凡是做匀速圆周运动的物体一定需要向心力，而物体所受外力的合力充当向心力，这是处理该类问题的理论基础2、向心力的大小：ϖπϖmv Tmr mr r v m F ====222)2(牛顿第二定律 ma F =物体受到外力的合力 既可以改变速度大小，又可以改变速度方向 物体加速度 向心力 r v m r m F 22==ϖ 物体受到的外力指向圆心方向上的合力 只能改变速度的方向，而不改变速度的大小向心加速度考点4 水平面内匀速圆周运动临界状态分析1、圆周运动中临界问题的分析，应首先考虑达到临界条件时物体所处的状态，然后分析该状态下物体的受力特点，结合圆周运动的知识，列出相应的动力学方程2、水平面内匀速圆周运动的物体一般由弹力、静摩擦力等力提供向心力，确定出维持物体做匀速圆周运动的临界条件是解题关键。
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例1：关于向心力说法中正确的是（ B ） A、物体由于做圆周运动而产生的力叫向心力； B、向心力不改变速度的大小； C、做匀速圆周运动的的物体所受向心力是
不变的； D、向心力是除物体所受重力、弹力以及摩擦
力以外的一种新的力.
例2、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？
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：
＝ g r
Ff FN
G
mr 2
m
4 2 r
T2
mv
合力提供向心力，合力方向始终指向圆 心，方向不断改变，大小保度同一直线时，力只改变速度大小，不改变速度 方向。
②力与速度垂直时，力只改变速度方向，不改变速度大小。 ③力与速度成其他任意角度时，根据力的分解与合成将力
分解到速度所在直线和与速度垂直的直线上，则力既改 变速度大小，同时也改变速度方向。
小球受重力、支持力、绳子的拉力。合力是绳子的拉力， 方向沿绳子指向圆心。
N F
G
③使转台匀速转动，转台上的物体也随之 做匀速圆周运动，转台与物体间没有相对 滑动。你可以分析物体受到的力吗？
物体受重力、支持力、静摩擦力。合 外力为静摩擦力，方向指向圆心。
N f
G
思考：
小球受到哪些力的作用？ 向心力由什么力提供？
5.6 向心力
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 运动状态改变
所受合外力_一__定__不__等__于___零
一定具有__加__速__度__ ◇ 那么物体所受的合外力有何特点？ ◇ 加速度又怎样呢？
通过以上两个实例回忆：
匀速圆周运动的加速度有什么特点？ 大小： a v2 或a 2R或a v
地球围绕太阳转
体会思考:做匀速圆周运动的物体所受的合外力真 的指向圆心吗？
①地球绕太阳的运动可以近似地看成匀速圆周运动， 试分析做匀速圆周运动的物体（地球）所受的合外力 的特点。 地球只受到太阳对它的吸引力，合力即为吸引力。该 吸引力指向地球做匀速圆周运动的圆心即日心。
②光滑桌面上有一个小球，由于细绳的牵引，绕桌面上 的图钉做匀速圆周运动。你可以分析小球受到的力吗？
1、做变速圆周运动的物体所受的力
Ft v
F Fn
Ft 切向分力，它产生切向加速度，改变速度的大小. Fn 向心分力，它产生向心加速度，改变速度的方向.
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.注意到这点区 别之后，在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进行处理了.
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。 所以：我们把匀速圆周运动的加速度又称作向心加
速度。
问题：匀速圆周运动的合外力有什么特点？
根据牛顿第二定律有：F ma
大小：F ma m v2 或m2R或mv
R
方向：总是与速度方向垂直，始终指向圆心。
一.向心力：我们把做匀速圆周运动的物体所受的
合外力称作向心力。
结论:
向心力由拉力F和重力G的 合力提供
θ
F
F合O r
G
二.向心力的性质: 向心力是效果力，不是按性质命名的新的类型 的力。它不是指物体又受到一个力的作用，而 是由一个力或几个力的合力或是一个力的分力 来提供或充当的。
三.向心力的大小:
an
v2 r
r 2
4 2r
T2
v
Fn
man
m v2 r